CN207946676U - 高集成度的失重秤控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高集成度的失重秤控制系统，解决了目前失重秤控制器成本高、测量精度低、性能不稳定、可扩展灵活性差的问题，其技术方案要点是，包括电路板，电路板上设有MCU，MCU上电连接有电源输入端、显示模块、称重传感器以及执行输出端，电源输入端与执行输出端均集成于电路板上；MCU上还电连接有多个集成于电路板上的通讯口；执行输出端电连接有变频器，变频器的输出端电连接有电机，本实用新型的高集成度的失重秤控制系统，MCU即微控制单元，相较于PLC，其体积小、成本低、电气性能更加稳定；多个通讯口能够外接工业显示触摸屏等通讯设备，增加了系统的可扩展性。

Description

高集成度的失重秤控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子衡器控制系统，特别涉及高集成度的失重秤控制系统。

背景技术

称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。

现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展：电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。随着电子技术不断发展诞生了失重秤。失重秤是一种通过静态称重的方式实现高精度连续定量给料的自动称重设备，它能对粉末、颗粒、片状等干散物料进行可靠、精确和稳定的给料，减少物料的浪费和提高混合物的一致性。

申请号为CN201120259799.8的实用新型专利公开了一种失重秤出料构件以及包括该出料构件的失重秤，出料构件可由电机带动转动，电机由控制系统控制转动，出料构件具有用于连接电机的连接端以及出料端。该失重秤包括电子秤、放置在电子秤上的料槽、出料构件以及装有配料的料斗；料斗置于料槽的上方，其内装有配料，且配料可以从料斗中不断地落入料槽，落入料槽的配料在出料构件的带动下，逐渐移动，直至掉落至需要配料的地方，而配料的落入量和出料构件的转速紧密相关。当出料构件转动较快时，单位时间落入的配料则多；反之，当出料构件转动较慢时，单位时间落入的配料则少。电子秤电性连接于控制系统，其可以实时检测其上重量的变化，并将变化的信息传递给控制系统，也就是说实时反馈给控制系统配料的落入量，出料构件放置在料槽中，且可由电机带动在料槽中不断转动，电机带动出料构件不断转动，且其电性连接于控制系统，控制系统可以通过电子秤反馈的信息控制电机的转速，从而也控制了出料构件的转速，最终达到控制配料落入量的目的。

目前失重秤控制系统的实现方法主要有两大类：

1、采用进口失重秤控制器外配进口的控制模块，其主要由进口工业显示屏、进口重力传感器、外扩大功率继电器等组成；

2、采用PLC+称重仪表+重力传感器+工业显示器+变频器+功率继电器；此类方案均存在诸多缺陷，有的精度不够，有的价格昂贵，或者无法做到数字化和智能化。

针对上述第一种方案，通常会采用进口控制器，而进口控制器往往外围配套也得是进口部件。不仅仅是控制器昂贵，外围的如：工业显示屏、变频器、重力传感器等部件的价格也较高，并且控制灵活性差，采购运用均不方便，特别在现场应用过程中，进口控制器因为不适应国内工况要求，达不到他自身所宣传的技术性能指标。

而针对上述第二种方案，如图2所示，PLC+称重仪表+重力传感器+工业显示器+变频器+功率继电器的组合方案，是目前电气行业普遍采用的设计；该部件中主要的控制部件是PLC，它需要通过扩展通讯模块或者模拟量模块与称重仪表通讯，称重仪表把重力传感器所输入给其的数字或者模拟信号发送于PLC。对于该方案而言，控制和称重是分成两套设备，价格相对昂贵。且PLC作为控制中心，产品的可驾驭性、扩展性以及加密安全性均比较差。因此现有的失重秤控制系统还存在一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高集成度的失重秤控制系统，其体积小、成本低、电气性能稳定、可扩展的灵活性高。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高集成度的失重秤控制系统，包括电路板，所述电路板上设有MCU，所述MCU上电连接有电源输入端、显示模块、称重传感器以及执行输出端，所述电源输入端与执行输出端均集成于电路板上；所述MCU上还电连接有多个集成于电路板上的通讯口；所述执行输出端电连接有变频器，所述变频器的输出端电连接有电机。

采用上述方案，MCU即微控制单元，相较于PLC，其体积小、成本低、电气性能更加稳定，电源输入端能够灵活外接AC220V或DC24V供电电源，以对MCU进行供电；显示模块能够显示失重秤控制系统运行时设定的参数以及各项状态；高精度、高速AD采集称重传感器模拟信号将其转换成高分辨率数据信号传送至MCU，经过MCU的数据处理，能控制执行输出端外接的变频器输出相应频率驱动电压信号至电机，以使电机运行；将MCU、称重传感器、高精度的高速AD采样、工业显示LCM、功率输出控制、各类信号接口、电源输入端与执行输出端集成于电路板上，能够进一步降低系统的体积及其占用空间，减少了设备间的连接线，增加模块间的稳定性与牢固性，增强了抗干扰能力；多个通讯口能够外接工业显示触摸屏等通讯设备，增加了系统的可扩展性。

作为优选，所述MCU上还电连接有输入装置以输入设定参数。

采用上述方案，便于工作人员向系统输入相关参数，提升了可操作性。

作为优选，所述MCU上还电连接有集成于电路板上的远程通讯模块以与外部设备进行远程数据交换。

采用上述方案，通过远程通讯模块能够实现系统与外部设备之间的远程数据交换，从而实现系统的远程监控。

作为优选，所述MCU上还电连接有报警输出端以外接报警装置。

采用上述方案，报警输出端能够外接报警装置，从而实现系统的警示功能。

作为优选，所述MCU上还电连接有集成于电路板上的控制电源输出端以对外部装置进行供电。

采用上述方案，控制电源输出端能够为失重秤控制系统外接的设备进行供电，无需为其额外设置供电电源，更加方便与人性化。

作为优选，所述MCU上还电连接有集成于电路板上的存储模块。

采用上述方案，存储模块能够用于存储MCU的相关数据及参数。

作为优选，所述显示模块为OLED显示器和/或LCM显示器。

采用上述方案，OLED与LCM显示器的显示效果佳、体积小，能够更好地集成于电路板上并展示相关信息，提高集成化，便于操作，降低使用成本。

作为优选，所述输入装置为功能选择拨码盘和/或飞梭按键。

采用上述方案，拨码盘结构简单，占用空间小，且操作便捷，能够快速实现切换操作；飞梭按键集成度高，只用单个按键就可以进行操作的调控方式，让输入更加人性化，同时减少了输入接口，使电路板的排布更加合理。

作为优选，所述远程通讯模块为GPRS模块和/或RF无线通讯模块。

采用上述方案，GPRS、RF无线通讯模块的使用为设备提供了更多灵活性，可实现远程数据交互、系统升级以及局部完成无线自组网。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：MCU即微控制单元，相较于PLC，其体积小、成本低、电气性能更加稳定，电源输入端能够灵活外接AC220V或DC24V供电电源，以对MCU进行供电；显示模块能够显示失重秤控制系统运行时设定的参数以及各项状态；高精度、高速AD采集称重传感器模拟信号将其转换成高分辨率数据信号传送至MCU，经过MCU的数据处理，能控制执行输出端外接的变频器输出相应频率驱动电压信号至电机，以使电机运行；将MCU、称重传感器、高精度的高速AD采样、工业显示LCM、功率输出控制、各类信号接口、电源输入端与执行输出端集成于电路板上，能够进一步降低系统的体积及其占用空间，同时增加模块间的稳定性与牢固性；多个通讯口能够外接工业显示触摸屏等通讯设备，增加了系统的可扩展性。

附图说明

图1为本实施例的系统结构示意图一；

图2为现有失重秤控制系统的系统结构示意图；

图3为本实施例的系统结构示意图二。

图中：1、电路板；2、MCU；3、电源输入端；4、显示模块；5、称重传感器；6、执行输出端；7、通讯口；8、变频器；9、电机；10、输入装置；11、远程通讯模块；12、报警输出端；13、控制电源输出端；14、存储模块；15、USB/CAN外部接口；16、工业以太网接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例公开的一种高集成度的失重秤控制系统，如图1和图3所示，包括电路板1，电路板1上设有MCU2，该MCU2优选为Cotex核的ARM芯片。MCU2上电连接有电源输入端3、显示模块4、称重传感器5以及执行输出端6，电源输入端3与执行输出端6均集成于电路板1上。其中电源输入端3优选采用两种方式进行供电：①采用AC220V输入；②采用DC24V输入。上述两种供电方式分别经过AC to DC与DC to DC处理后产生电路板1所需的内核电源，使系统配置更加灵活，更简化现场方案实施的便捷性。

显示模块4为OLED显示器和/或LCM显示器，OLED/LCM液晶显示器的显示效果好，且体积小，能够直接集成于电路板1上，而无需外接显示部件，提高了集成化，更加便于操作，同时降低使用成本。

称重传感器5与MCU2之间依次连接有信号调理模块和高精度AD采样模块，称重传感器5将测得的重量转换成称重信号输入至信号调理模块，信号调理模块能够放大称重信号并抑制噪声，最后通过AD采样模块输入至MCU2。

执行输出端6可以为4路10A双触点输出或者4~20mA输出端口，且执行输出端6电连接有变频器8，变频器8的输出端电连接有电机9。

MCU2上还电连接有多个集成于电路板1上的通讯口7，能够外接多种通讯设备，从而提升了系统的可扩展性。MCU2上还电连接有输入装置10以输入设定参数，输入装置10为功能选择拨码盘和/或飞梭按键，从而提升失重秤控制系统的可操作性。MCU2上还电连接有集成于电路板1上的远程通讯模块11以与外部设备进行远程数据交换。远程通讯模块11为GPRS模块和/或RF无线通讯模块。

电路板1上还集成有电连接于MCU2的USB/CAN外部接口15以及工业以太网接口16。其中，USB/CAN外部接口15能够外接U盘等存储介质，以对存储模块14内的数据进行备份，同时还能进行程序更新。

而工业以太网接口16能够外接互联网，同时能够连接工业总线，以实现不同设备间的互联。

MCU2上还电连接有报警输出端12以外接报警装置，报警输出端12能够用于连接外部报警装置，以控制报警装置进行告警。MCU2上还电连接有集成于电路板1上的控制电源输出端13以对外部装置进行供电，使得电连接于失重秤控制系统的外部设备能直接通过该控制电源输出端13对其进行供电，省去了外部电源的布置，更加人性化。MCU2上还电连接有集成于电路板1上的存储模块14，该存储模块14优选采用铁电存储器，铁电存储方式数据量大，存储速度快，几乎可以无限次写入，保证了设置数据的可靠性。

具体工作过程如下：称重传感器5能够实时检测物料的重量，并实时将称重信号传送至MCU2，MCU2能够根据单位时间内物料的减少量来判断物料的流速，并根据当前流速控制变频器8输出特定频率的电压信号至电机9，使得电机9能够控制出料螺杆均匀出料。

Claims (9)

1.一种高集成度的失重秤控制系统，其特征是：包括电路板(1)，所述电路板(1)上设有MCU(2)，所述MCU(2)上电连接有电源输入端(3)、显示模块(4)、称重传感器(5)以及执行输出端(6)，所述电源输入端(3)与执行输出端(6)均集成于电路板(1)上；所述MCU(2)上还电连接有多个集成于电路板(1)上的通讯口(7)；所述执行输出端(6)电连接有变频器(8)，所述变频器(8)的输出端电连接有电机(9)。

2.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述MCU(2)上还电连接有输入装置(10)以输入设定参数。

3.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述MCU(2)上还电连接有集成于电路板(1)上的远程通讯模块(11)以与外部设备进行远程数据交换。

4.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述MCU(2)上还电连接有报警输出端(12)以外接报警装置。

5.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述MCU(2)上还电连接有集成于电路板(1)上的控制电源输出端(13)以对外部装置进行供电。

6.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述MCU(2)上还电连接有集成于电路板(1)上的存储模块(14)。

7.根据权利要求1所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述显示模块(4)为OLED显示器和/或LCM显示器。

8.根据权利要求2所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述输入装置(10)为功能选择拨码盘和/或飞梭按键。

9.根据权利要求3所述的高集成度的失重秤控制系统，其特征是：所述远程通讯模块(11)为GPRS模块和/或RF无线通讯模块。