CN112504412A - 一种智能称重传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能称重传感器系统，用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量等功能。本发明可以实时监控称重传感器状态，并对错误数值进行校正，对数据不准确原因一目了然，节省了事故查找时间，并对错误数值进行校正，达到多个称重传感器中即使有损坏的称重传感器，也能正确计算出数值，能够迅速的达到排除故障的效果。本方法具有生产成本低、产品性能优良、工艺简单的特点。

Description

一种智能称重传感器系统
技术领域
本专利申请属于称重传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种智能称重传感器系统。
背景技术
现有的称重传感器系统由称重传感器，变送器和变送器电源组成，压敏式电阻对作用其上的压力不同时，可以输出不同的豪伏信号，豪伏信号的变化与压力大小成线性变化。压力称重传感器将豪伏信号传输给变送器，变送器将豪伏信号变送为4到20毫安信号，传送到PLC系统中，再经过量程变换得到数值。工业上大吨位料仓的重量测量需要在料仓下方安装多个称重传感器，多个称重传感器将豪伏信号传输给变送器，再由变送器计算出一个平均值转换成4到20毫安信号发送给PLC计算。
由于压力称重传感器的安装特点，如果在生产中其中一个压力称重传感器发生损坏，无法及时更换，损坏的压力称重传感器向变送器发送错误的豪伏数值，导致变送器最终输出的毫安值错误，生产数据不准确，失去参考价值，严重的情况可能造成停产，损失巨大，而且变送器极其容易发生故障，需要经常调校或者更换，影响生产。原有的称重系统无法实时监控称重传感器状态，在遇到数据不准确的时候，需要多次测量才能确定故障原因。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种智能称重传感器系统，可以实时监控称重传感器状态，并对错误数值进行校正。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种智能称重传感器系统，包括设置在料仓的底部的多个称重传感器、与多个称重传感器连接的PLC豪伏输入模板、与PLC豪伏输入模板连接的PLC、设置在PLC内的计算程序、与PLC的计算程序信息连接的监控界面，计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的至少一种功能。
本发明技术方案的进一步改进在于：称重传感器为四个，四个称重传感器设置在料仓的四个方向；PLC豪伏输入模板为两个，每两个称重传感器与一个PLC豪伏输入模板对应连接。
本发明技术方案的进一步改进在于：计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的功能。
本发明技术方案的进一步改进在于：智能零点调校的处理过程具体为：
监控界面中设有调校零点按钮，当零点发生迁移的时候，首先需要将料仓排空，按下操作画面中的调校零点按钮即可完成校零，调校零点的处理是通过计算程序自动计算完成的，当料仓排空的时候，理论上料位重量应该显示0吨，如果料位显示其余吨位数，则零点偏移，按下调校零点按钮之后，计算程序会自动补偿，将吨位数清零，达到清零效果。
本发明技术方案的进一步改进在于：智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量（也就是测量数值的智能计算）的处理过程具体为：
监控界面中设有选择切除按钮，正常状态下，各个称重传感器显示数值大小相近，如果有某个称重传感器数值明显大于或者小于其他的称重传感器，可判断此称重传感器发生故障，将不正常的称重传感器按下选择切除按钮进行切除；同时在监控界面中，将选择切除的称重传感器按钮设为彩色（绿色），正常的称重传感器按钮设为灰色；
仓料吨位的计算公式为：Y=K*X，其中：Y是仓显吨位，K是比例系数；X是没有故障的所有称重传感器毫伏值的平均值；
当所有称重传感器都正常的时候，X=所有称重传感器的毫伏值/4；如果其中的某一个称重传感器发生故障，就切除该称重传感器，则X=所有正常的称重传感器的毫伏值/3，以此类推；
当切除故障的称重传感器的时候，比例系数K发生变化，需要重新计算，根据公式Y=K*X，根据K=Y/ X可以重新计算出K的值，重新整定比例系数K之后，仓显吨位与称重传感器的毫伏值形成新的线性关系。
本发明技术方案的进一步改进在于：将选择切除的称重传感器按钮设为绿色，当然也可以为其他颜色，结合监控界面进行选择。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：
1、本发明由普通的称重传感器、电源和PLC模块组成，包含软件计算程序和监控界面，不用附加更多的硬件。
2、计算程序的算法以及监控界面的开发都为自主开发，用软件代替原有的变动器功能，软件的程序设计更稳固，避免了由于变动器的硬件结构异常造成的数据不稳定情况。
3、本发明无需技术人员到现场进行调校，任何人员均可根据操作画面按钮操作调校，简单方便。
4、本发明可以实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量等功能，功能多样，功能强大。
5、本发明的智能称重传感器系统可以实时监控称重传感器状态，对数据不准确原因一目了然，节省了事故查找时间，并对错误数值进行校正，达到多个称重传感器中即使有损坏的称重传感器，也能正确计算出数值，能够迅速的达到排除故障的效果。本方法具有生产成本低、产品性能优良、工艺简单的特点。
附图说明
图1为本发明实施例的东南方向切除的程序逻辑图；
图2为本发明实施例的东北方向切除的程序逻辑图；
图3为本发明实施例的西南方向切除的程序逻辑图；
图4为本发明实施例的西北方向切除的程序逻辑图；
图5为本发明实施例的测量数值的智能计算程序逻辑图；
图6为本发明实施例的料仓排空校零的程序逻辑图；
图7为本发明实施例的监控效果图；
图8为本发明实施例的结构连接示意图；
其中：
1-东南方向称重传感器，
2-东北方向称重传感器，
3-西南方向称重传感器，
4-西北方向称重传感器，
5-PLC豪伏输入模板Ⅰ，
6- PLC豪伏输入模板Ⅱ，
7-东南方向称重传感器正极接线，
8-东南方向称重传感器负极接线，
9-东北方向称重传感器正极接线，
10-东北方向称重传感器负极接线，
11-西南方向称重传感器正极接线，
12-西南方向称重传感器负极接线，
13-西北方向称重传感器正极接线，
14-西北方向称重传感器负极接线，
15-PLC豪伏输入模板Ⅰ正极接线端子一，
16-PLC豪伏输入模板Ⅰ负极接线端子二，
17-PLC豪伏输入模板Ⅰ正极接线端子三，
18-PLC豪伏输入模板Ⅰ负极接线端子四，
19-PLC豪伏输入模板Ⅱ正极接线端子一，
20-PLC豪伏输入模板Ⅱ负极接线端子二，
21-PLC豪伏输入模板Ⅱ正极接线端子三，
22-PLC豪伏输入模板Ⅱ负极接线端子四，
23-直流电源，
24-直流电源正极，
25-直流电源负极。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明公开了一种智能称重传感器系统，包括设置在料仓的底部的多个称重传感器、与多个称重传感器连接的PLC豪伏输入模板、与PLC豪伏输入模板连接的PLC、设置在PLC内的计算程序、与PLC的计算程序信息连接的监控界面，计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的至少一种功能。
称重传感器为四个，四个称重传感器设置在料仓的四个方向；PLC豪伏输入模板为两个，每两个称重传感器与一个PLC豪伏输入模板对应连接。
计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的功能。
智能零点调校的处理过程具体为：
监控界面中设有调校零点按钮，当零点发生迁移的时候，首先需要将料仓排空，按下操作画面中的调校零点按钮即可完成校零，调校零点的处理是通过计算程序自动计算完成的，当料仓排空的时候，理论上料位重量应该显示0吨，如果料位显示其余吨位数，则零点偏移，按下调校零点按钮之后，计算程序会自动补偿，将吨位数清零，达到清零效果。
智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量（智能测量重量也就是测量数值的智能计算）的处理过程具体为：
监控界面中设有选择切除按钮，正常状态下，各个称重传感器显示数值大小相近，如果有某个称重传感器数值明显大于或者小于其他的称重传感器，可判断此称重传感器发生故障，将不正常的称重传感器按下选择切除按钮进行切除；同时在监控界面中，将选择切除的称重传感器按钮设为彩色（绿色），正常的称重传感器按钮设为灰色。
仓料吨位的计算公式为：Y=K*X，其中：Y是仓显吨位，K是比例系数；X是没有故障的所有称重传感器毫伏值的平均值。
当所有称重传感器都正常的时候，X=所有称重传感器的毫伏值/4；如果其中的某一个称重传感器发生故障，就切除该称重传感器，则X=所有正常的称重传感器的毫伏值/3，以此类推。
当切除故障的称重传感器的时候，比例系数K发生变化，需要重新计算，根据公式Y=K*X，根据K=Y/ X可以重新计算出K的值，重新整定比例系数K之后，仓显吨位与称重传感器的毫伏值形成新的线性关系。
将选择切除的称重传感器按钮设为绿色。
下面举例详细说明，参见图1-图8，本实施例中，两个PLC豪伏输入模板的豪伏通道数都为6个，也可将4个称重传感器接到同一个模板上，图8中将四个称重传感器分两组接到两个模板上，以便构图更加清晰。
按照图3，将四个称重传感器分别安装到料仓的四个方向，分别为东南方向称重传感器1、东北方向称重传感器2、西南方向称重传感器3、西北方向称重传感器4，按照接线正负极，将东南方向称重传感器正极接线7、东南方向称重传感器负极接线8、东北方向称重传感器正极接线9、东北方向称重传感器负极接线10，对应接到图8中的PLC豪伏输入模板Ⅰ5（型号1756IT6I厂家AB）的15、16、17、18（PLC豪伏输入模板Ⅰ正极接线端子一、PLC豪伏输入模板Ⅰ负极接线端子二、PLC豪伏输入模板Ⅰ正极接线端子三、PLC豪伏输入模板Ⅰ负极接线端子四）接线端子。将西南方向称重传感器正极接线11、西南方向称重传感器负极接线12、西北方向称重传感器正极接线13、西北方向称重传感器负极接线14接线接到图8 PLC豪伏输入模板Ⅱ6（型号1756IT6I厂家AB）的19、20、21、22接线端子（PLC豪伏输入模板Ⅱ正极接线端子一、PLC豪伏输入模板Ⅱ负极接线端子二、PLC豪伏输入模板Ⅱ正极接线端子三、PLC豪伏输入模板Ⅱ负极接线端子四）。
调校零点和切除不正常称重传感器重新调校的步骤：
1.去皮校零点：
料仓由于在使用过程中工况发生变化，零点也会随之发生迁移，当零点发生迁移的时候，只需要将料仓排空，按下操作画面中的调校零点按钮即可完成校零，调校零点是通过PLC程序计算完成的。举例说明，当料仓排空的时候，理论上料位重量应该显示0吨，如果料位显示5吨，则零点偏移，按下校零按钮之后，程序会自动补偿，将5吨清零，达到清零效果。此方法简单方便，原有的称重系统调零还需要到现场，对变送器进行调校，复杂且需要专业技术人员操作，也存在一定安全隐患，无法在设备运行过程中完成。智能称重系统无需到现场，也无需专业技术人员操作，只要点击鼠标即可完成。
2.测量数值的智能计算
四个称重传感器的豪伏数值将显示在图2的显示操作画面中，根据画面豪伏趋势图，由操作工人根据料槽料位高度，结合趋势显示的重量数值，判断称重传感器状态是否正常，正常状态下，四个称重传感器显示数值大小应该相近，如果有某个称重传感器数值明显大于或者小于其他三个称重传感器，可判断此称重传感器发生故障，将不正常的称重传感器按下“选择”按钮切除，选择切除的称重传感器按钮为绿色，正常的为灰色。
仓料吨位的计算公式：
Y=K*X，
Y是仓显吨位，K是比例系数。
X是没有故障的所有称重传感器毫伏值平均值，四个称重传感器都正常的时候，X=（东南方向称重传感器1的毫伏值+东北方向称重传感器2的毫伏值+西南方向称重传感器3的毫伏值+西北方向称重传感器4的毫伏值）/4，如果其中的西南方向称重传感器3的称重传感器发生故障，就切除该3号称重传感器，则X=（东南方向称重传感器1的毫伏值+东北方向称重传感器2的毫伏值+西北方向称重传感器4的毫伏值）/3，以此类推。
当切除故障的西南方向称重传感器3的时候，K系数发生变化，需要重新计算。
K系数之所以要重新计算，是因为满仓料吨位Y是固定已知的（改造的烧结二号机混合料满仓为60吨），从图5-6的画面中可知，称重传感器的毫伏值也是已知的，所以根据公式Y=K*X，可以重新计算出K的值。重新整定K系数之后，仓显吨位与称重传感器毫伏值形成新的线性关系。
图7显示了监控画面，画面的最上方区域分别显示：配混料系统监控、烧结机系统监控、成品系统监控、配料调整、风箱温度压力、趋势图目录、报警历史等信息。
画面的中间区域为曲线图显示区域，曲线图的右侧对应了四个称重传感器，分别涵盖了：东南、东北、新案、西北、校零这五个按钮，五个按钮的上方依次为选择栏、料位栏、系数栏，五个按钮的下方为混合料槽料位显示区。
画面的下方区域分别显示：混合料料位K系数东南、混合料料位东南、混合料料位东北、混合料料位西南、混合料料位西北、混合料料仓皮重、混合料料位栏，后面对应相关数据信息，依次为17.0、6.1、4.5、4.9、5.1、4.2、11.4，由于6.1、4.5、4.9、5.1这四组数据中，6.1对应的混合料料位东南方向的称重传感器数据明显与其他三个不相近，因此将东南方向称重传感器1的指示灯变为彩色（绿色），以进行突出显示，其余仍为灰色显示。

Claims (6)

1.一种智能称重传感器系统，其特征在于：包括设置在料仓的底部的多个称重传感器、与多个称重传感器连接的PLC豪伏输入模板、与PLC豪伏输入模板连接的PLC、设置在PLC内的计算程序、与PLC的计算程序信息连接的监控界面，计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的至少一种功能。
2.根据权利要求1所述的一种智能称重传感器系统，其特征在于：称重传感器为四个，四个称重传感器设置在料仓的四个方向；PLC豪伏输入模板为两个，每两个称重传感器与一个PLC豪伏输入模板对应连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能称重传感器系统，其特征在于：计算程序用于实现重量的测量、称重传感器状态的在线监视、智能零点调校、智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的功能。
4.根据权利要求3所述的一种智能称重传感器系统，其特征在于：
智能零点调校的处理过程具体为：
监控界面中设有调校零点按钮，当零点发生迁移的时候，首先需要将料仓排空，按下操作画面中的调校零点按钮即可完成校零，调校零点的处理是通过计算程序自动计算完成的，当料仓排空的时候，理论上料位重量应该显示0吨，如果料位显示其余吨位数，则零点偏移，按下调校零点按钮之后，计算程序会自动补偿，将吨位数清零，达到清零效果。
5.根据权利要求3所述的一种智能称重传感器系统，其特征在于：
智能切除损坏称重传感器参数、智能测量重量的处理过程具体为：
监控界面中设有选择切除按钮，正常状态下，各个称重传感器显示数值大小相近，如果有某个称重传感器数值明显大于或者小于其他的称重传感器，可判断此称重传感器发生故障，将不正常的称重传感器按下选择切除按钮进行切除；同时在监控界面中，将选择切除的称重传感器按钮设为彩色，正常的称重传感器按钮设为灰色；
仓料吨位的计算公式为：Y=K*X，其中：Y是仓显吨位，K是比例系数；X是没有故障的所有称重传感器毫伏值的平均值；
当所有称重传感器都正常的时候，X=所有称重传感器的毫伏值/4；如果其中的某一个称重传感器发生故障，就切除该称重传感器，则X=所有正常的称重传感器的毫伏值/3，以此类推；
当切除故障的称重传感器的时候，比例系数K发生变化，需要重新计算，根据公式Y=K*X，根据K=Y/ X可以重新计算出K的值，重新整定比例系数K之后，仓显吨位与称重传感器的毫伏值形成新的线性关系。
6.根据权利要求5所述的一种智能称重传感器系统，其特征在于：将选择切除的称重传感器按钮设为绿色。
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