CN111103043A - 一种电子皮带秤流量自动适配控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子皮带秤流量自动适配控制系统，包括：入口物料皮带输送机、电子皮带秤和出口物料皮带输送机；入口物料皮带输送机将前端加工物料输送至电子皮带秤，经过称重计量后传输给后端的出口物料皮带输送机；其中，电子皮带秤包括秤体皮带、控制系统、皮带驱动电机和皮带速度传感器，皮带驱动电机在控制系统的控制下驱动秤体皮带，并且皮带速度传感器检测秤体皮带的实时速度；控制器根据皮带速度传感器检测到的秤体皮带的实时速度与预设的参考皮带速度控制值的比较结果，调整对皮带驱动电机的控制，以改变皮带驱动电机对秤体皮带的驱动。

Description

一种电子皮带秤流量自动适配控制系统

技术领域

本发明涉及流量计量控制领域，具体涉及一种电子皮带秤流量自动适配控制系统。

背景技术

散状物料工业加工生产中,经常会使用到电子皮带秤进行物料重量计量。电子皮带秤分为计量和控式两种运行模式，在其前端没有配备物料缓存装置(如喂料机、计量管)的情况下，电子皮带秤只能使用计量模式运行，仅对物料通过的重量进行计量。

该应用在特定的工艺加工流程中，如烟草烘后重量计量，瞬时物料流量波动相对较大，在生产中会产生三方面的影响：

1、该秤无法满足后端的稳定流量控制需求；

2、来料流量波动较大的情况下，影响到电子秤的计量精度；

3、如果运行为控制模式，控制流量目标值难以准确设定，并且存在输送堵料的隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种电子皮带秤流量自动适配控制系统，对秤体皮带的速度数值进行检测运算，以此作为调整流量控制目标值的参考依据。该系统的运用无需额外增设或改造硬件设施，通过对自身的检测数据进行进一步的逻辑运算与关联，即可解决现有技术中存在的问题。

根据本发明，提供了一种电子皮带秤流量自动适配控制系统包括：入口物料皮带输送机、电子皮带秤和出口物料皮带输送机；入口物料皮带输送机将前端加工物料输送至电子皮带秤，经过称重计量后传输给后端的出口物料皮带输送机；其中，电子皮带秤包括秤体皮带、控制系统、皮带驱动电机和皮带速度传感器，皮带驱动电机在控制系统的控制下驱动秤体皮带，并且皮带速度传感器检测秤体皮带的实时速度；控制器根据皮带速度传感器检测到的秤体皮带的实时速度与预设的参考皮带速度控制值的比较结果，调整对皮带驱动电机的控制，以改变皮带驱动电机对秤体皮带的驱动。

在优选实施例中，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值超过第一预定阈值时，使得皮带驱动电机减小对秤体皮带的驱动。

在优选实施例中，控制器在参考皮带速度控制值减去实时速度值超过第二预定阈值时，使得皮带驱动电机增大对秤体皮带的驱动。

在优选实施例中，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值不超过第一预定阈值、而且参考皮带速度控制值减去实时速度值不超过第二预定阈值时，不改变皮带驱动电机对秤体皮带的驱动。

在优选实施例中，控制器对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

在进一步的优选实施例中，控制器利用PID计算对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

在进一步的优选实施例中，控制器利用阶梯式差值比较计算对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

在优选实施例中，入口物料皮带输送机以恒定速度将前端加工物料输送至电子皮带秤。

在优选实施例中，所述电子皮带秤流量自动适配控制系统用于电子皮带秤秤前端无配备物料缓存装置。

在优选实施例中，所述电子皮带秤流量自动适配控制系统用于烟草加工。

通过对电子皮带秤皮带速度值的监测运算实现对物料流量大小的控制，可应用于前端无配备物料缓存装置的生产线电子皮带秤计量控制，其中采用电子皮带秤的皮带速度作为调整流量控制目标值的判断依据，实现流量控制目标值与实际物料输送情况自动适配，电子皮带秤以流量控制模式运行，实现稳定流量控制。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的电子皮带秤流量自动适配控制系统的结构图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的电子皮带秤流量自动适配控制系统的控制流程图。

附图说明：1-入口物料皮带输送机；2-电子皮带秤；3-出口物料皮带输送机；4-秤体皮带；5-控制系统；6-皮带驱动电机；7-皮带速度传感器。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的电子皮带秤流量自动适配控制系统的结构图。

如图1所示，根据本发明优选实施例的电子皮带秤流量自动适配控制系统包括：入口物料皮带输送机1、电子皮带秤2和出口物料皮带输送机3。

入口物料皮带输送机1(一般以恒定速度)将前端加工物料输送至电子皮带秤2，经过称重计量后传输给后端的出口物料皮带输送机3，以便将物料往后续的加工设备输送。

其中，电子皮带秤2包括秤体皮带4、控制系统5、皮带驱动电机6和皮带速度传感器7，皮带驱动电机6在控制系统5的控制下驱动秤体皮带4，并且皮带速度传感器7检测秤体皮带4的实时速度。

控制器根据皮带速度传感器7检测到的秤体皮带4的实时速度与预设的参考皮带速度控制值的比较结果，调整对皮带驱动电机6的控制，以改变皮带驱动电机6对秤体皮带4的驱动。

具体地，优选地，例如，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值超过第一预定阈值时，使得皮带驱动电机6减小对秤体皮带4的驱动；控制器在参考皮带速度控制值减去实时速度值超过第二预定阈值时，使得皮带驱动电机6增大对秤体皮带4的驱动。

而且，优选地，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值不超过第一预定阈值、而且参考皮带速度控制值减去实时速度值不超过第二预定阈值时，不改变皮带驱动电机6对秤体皮带4的驱动。

如果皮带速度过快，判断为目标流量值过高，系统调低目标流量值，反则调高。系统设定调控死区，在皮带速度接近目标速度的一定区间内，不实施对目标流量值进行调整。

电子皮带秤计量的基本原理是通过对计算重量传感器的重量信号和输送皮带的速度信号进行积分值运算，得出瞬时流量值和累计值。如果电子皮带秤需要实现恒流量控制物料，称重系统必须根据瞬时流量值与设定流量值的偏差情况，通过不断调整皮带速度来抑制物料重量波动带来的影响。所以反过来，皮带速度也可以作为来料重量变化量的参考依据。

在控制系统里设定一个理想的皮带速度控制值(参考皮带速度控制值)，用实时的皮带速度与该设定值作对比偏差运算。运算的方式可以是PID(Proportion IntegrationDifferentiation，比例积分微分)计算，也可以是阶梯式差值比较计算，判断出流量控制目标值的匹配程度，得出的计算值用作调整流量控制目标值的依据。通过生产全程的皮带速度监测和实时的流量控制目标值的调整，实现流量控制目标值的自动适配，电子皮带秤可以以控制模式运行。

在物料流量标准偏差值为130～180该类生产环境中，应用该控制方法后，流量标准偏差值能降低至20～30。本发明是在原有硬件基础上，通过修改控制程序进行流量控制的适配优化，节省了设备改造成本，具有可靠性高，实施周期短的特点。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的电子皮带秤流量自动适配控制系统的控制流程图。

生产开始的初始阶段，控制系统以头料处理模式运行，电子皮带秤以固定的目标流量值进行控制计量，该流量值仅需防止电子皮带秤入口堵料即可。

流量进入相对稳定状态后，控制系统进入流量适配调控模式。系统实时监测秤体皮带4的速度，通过其与皮带速度目标值的比较运算来判断流量的设定目标值是否适宜，进而调整流量控制目标值。如果皮带速度过快，判断为目标流量值过高，系统调低目标流量值，反则调高。系统设定调控死区，在皮带速度接近目标速度的一定区间内，不实施对目标流量值进行调整。通过上述逻辑控制，电子皮带秤具备了流量控制自动适配功能，实现了电子皮带秤以控制模式运行，从而提高物料流量的稳定性，为下一加工工序提供保障。

在实际运用过程中，物料头段处理时间、物料头段设定流量、皮带速度的控制目标值、比较运算响应参数、调控死区、设定值调整频率和幅度等相关参数需要根据实际应用环境进行调整。

本发明设计了一种电子皮带秤在其前端没有配备物料缓存装置的环境下，实现其以流量控制模式运行，并且控制目标流量能自动适应的稳流量控制系统。本控制系统是通过对秤体的皮带速度值检测，识别出前端输送来的物料的盈余程度，进而调整秤的设定流量进行适配，达到稳定流量控制的目的。本控制系统仅通过编写控制系统程序即可实现，具有成本低，实用性强，可应用领域广的优点。

具体地，例如，本发明的电子皮带秤流量自动适配控制系统可应用于电子皮带秤秤前端无配备物料缓存装置，用于对物料输送流量稳定性又有一定要求的散状物料工业加工生产过程中的流量计量控制。而且例如，本发明的电子皮带秤流量自动适配控制系统用于烟草加工。

需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于包括：入口物料皮带输送机、电子皮带秤和出口物料皮带输送机；入口物料皮带输送机将前端加工物料输送至电子皮带秤，经过称重计量后传输给后端的出口物料皮带输送机；其中，电子皮带秤包括秤体皮带、控制系统、皮带驱动电机和皮带速度传感器，皮带驱动电机在控制系统的控制下驱动秤体皮带，并且皮带速度传感器检测秤体皮带的实时速度；控制器根据皮带速度传感器检测到的秤体皮带的实时速度与预设的参考皮带速度控制值的比较结果，调整对皮带驱动电机的控制，以改变皮带驱动电机对秤体皮带的驱动。

2.根据权利要求1所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值超过第一预定阈值时，使得皮带驱动电机减小对秤体皮带的驱动。

3.根据权利要求2所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器在参考皮带速度控制值减去实时速度值超过第二预定阈值时，使得皮带驱动电机增大对秤体皮带的驱动。

4.根据权利要求3所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器在实时速度值减去参考皮带速度控制值不超过第一预定阈值、而且参考皮带速度控制值减去实时速度值不超过第二预定阈值时，不改变皮带驱动电机对秤体皮带的驱动。

5.根据权利要求1所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

6.根据权利要求5所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器利用PID计算对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

7.根据权利要求5所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，控制器利用阶梯式差值比较计算对实时速度值与参考皮带速度控制值进行对比偏差运算。

8.根据权利要求1或2所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，入口物料皮带输送机以恒定速度将前端加工物料输送至电子皮带秤。

9.根据权利要求1或2所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，所述电子皮带秤流量自动适配控制系统用于电子皮带秤秤前端无配备物料缓存装置。

10.根据权利要求1或2所述的电子皮带秤流量自动适配控制系统，其特征在于，所述电子皮带秤流量自动适配控制系统用于烟草加工。

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