称重控制器范文

称重控制器范文（精选10篇）

称重控制器 第1篇

随着科技进步和生产效率的提高, 我国的生产技术早已从小作坊式的手工劳动向机械化、自动化、智能化的方向发展。目前, 自动配料称重控制系统已广泛应用于陶瓷配料、玻璃配料、化工配料、食品配料、粮食称重、配煤控制、混凝土搅拌控制、制药厂配料控制等领域。而在有些老式的化肥生产企业中, 还都是人工操作来实现一些化肥配料、称重、装袋、打包等工作, 由于人工操作的随意性较大, 就会不可避免地出现一些问题, 比如每袋化肥重量不一样, 称重仪表参数设置步骤繁琐, 生产效率低下等一系列问题。因此, 如果能实现在化肥生产过程中的全自动化控制, 便为企业的维修和维护开辟了一条新捷径, 解决了生产企业自动化生产线的维护维修人才短缺的实际难题。

1 国内研究现状

目前国内外的化肥生产线产品有很多种, 大多数设备都是单一的PLC控制, 有个别先进的企业使用了触摸屏做参数设置与显示的, 但很少有用组态软件做状态监控和参数设置的。使用PLC控制的设备有一个缺点就是一旦设备控制要求发生改变, 就需要重新修改PLC程序, 使用起来比较麻烦;还有现场要用到称重仪表一般都需要进行参数设置, 而传统的做法是在仪表上手动设置, 这种做法需要操作人员记住参数设置步骤, 在设置过程中若有一个设置错误, 需要重新设置, 设置步骤比较繁琐, 耗时较长, 使用和维护起来都比较麻烦等等。

结合国内外用户使用化肥的特点, 各个地区的土壤成分差异较大, 所需化肥成分种类和含量也千差万别, 所以个体用户对化肥的需求在数量上逐渐减少, 不同配方需求逐渐增多, 这就要求化肥生产线设备从以下几个方面进行改进:大规模向小规模;单一功能向多功能发展;有人操作到无人操作等。

2 研究内容

首先对化肥厂进行调研, 掌握化肥行业自动称重包装设备运行的工艺流程和控制要求, 选择现有的双秤包装机为载体, 使用组态软件和PLC技术, 设计一套基于组态软件和PLC的化肥厂自动配料称重控制系统。

系统硬件构成:主机采用工业PC机作为上位机 (工业控制计算机, 与普通计算机完全兼容, 更为适应工业恶劣环境) +PLC+称重控制仪表+称重传感器+称重执行机构等。

系统软件构成:组态软件+PLC编程软件。具体研究内容如下:

2.1 组态控制系统设计

(1) 组态软件品牌和型号的选用;

(2) 组态监控界面设计;

(3) 组态软件数据库的建立与通讯参数设置;

(4) 组态程序设计与调试。

2.2 PLC控制系统设计

(1) PLC品牌和型号的选用;

(2) PLC的硬件系统设计;

(3) PLC的软件系统设计;

(4) PLC控制系统的调试。

2.3 称重仪表的选型与使用

(1) 称重仪表的选项与参数设置;

(2) 称重传感器的选择与使用;

(3) 称重仪表与组态软件的通信测试。

2.4 设备整机运行与调试

(1) 系统内设备间数据通信测试;

(2) 系统的功能和动作顺序测试;

(3) 系统的稳定性与快速性测试。

3 结束语

因此, 基于MCGS 6.2组态软件和西门子PLC控制的自动配料称重控制系统, 可以实现对现场设备运行状况的实时监控, 修改设备运行工艺参数, 不同料仓的肥料选择, 肥料重量设定, 配方管理, 班次设定, 数据记录与保存, 故障报警与显示等功能, 最终实现对化肥生产过程的全自动化控制。

参考文献

慢羊羊称重 第2篇

美羊羊见状，立即蹦到体重器上，想看看自己最近减肥的效果如何。可是，体重器对美羊羊说：“体重偏轻，体重偏轻。”体重器的指针指在最左边，无法称出体重。美羊羊一跺脚，扯着细细的嗓子说：“你懂什么？这叫苗条。难道你连苗条都不知道吗？”

随后，跑得比蜗牛还慢的懒羊羊开始称体重了。他使劲地踮起脚，想使自己的体重轻一点儿，可是，迎接他的还是这样一个声音：“请不要两个人待在体重器上，请不要两个人待在体重器上。”懒羊羊的脸一阵白，一阵红，尴尬极了。

最后，轮到羊村最高大、最强壮的暖羊羊上场了。只见她站在体重器上，过了许久，体重器都没有任何反应。原来她那高大威猛的沉重身躯已经把体重器压坏了。

这次的体重测试很不成功，体重正常的只有喜羊羊一个人。隔了两日，慢羊羊村长又发明了一架体重测试仪。这次的仪器各方面都很先进，可就是有一个不足：体重不满100千克的羊，无法称出重量。但全羊村最重的暖羊羊也不超过50千克啊！

于是，大伙经过商量后决定：3只羊一起称重！这样就可以称出准确数值了。接下来，喜羊羊、美羊羊、懒羊羊、暖羊羊这4只羊，每3只羊一组分别称重，得到了4个数据：100千克、105千克、130千克、115千克。慢羊羊村长让大家各自开动脑筋，来一个比赛，看一看谁最先算出每只羊的重量。

还是羊村第一聪明的喜羊羊想出了办法。他先分别用字母a、b、c、d来表示4只羊的体重，得出：

a+b+c=100

a+b+d=105

a+c+d=130

b+c+d=115

“先将这4个和相加得到450，这个450指的是4只羊总重量的3倍。将450除以3得到4只羊的总重量：150千克。将150千克减去100千克，便可得到羊d的重量50千克；将150千克减去105千克，便可得到羊c的重量45千克；将150千克减去130千克，便可得到羊b的重量20千克；将150千克减去115千克，便可得到羊a的重量35千克。”喜羊羊耐心地向大家解释道。

这下就连最笨的懒羊羊都能准确知道大家的体重了。那么，你知道每只羊的重量分别是多少了吗？是的，苗条的美羊羊体重20千克，体重正常的喜羊羊35千克，懒羊羊45千克，暖羊羊50千克。

称重控制器 第3篇

新余钢铁集团公司二钢厂(以下简称“二钢厂”)连铸区切割出来定尺板坯直接热送到热轧厂,因此在二钢厂与热轧厂的热送辊道线路间设置了4台热连轧辊道秤,主要是为二钢厂与热轧厂2个生产单位的生产原料提供结算依据,并且将这些数据引入MES系统,为公司决策作为参考依据。但在以往的过磅程序应用中,由于采用串口采集数据,这种方式易受外界环境干扰,传输不稳定,影响了辊道秤计量系统的正常工作。

1 现状分析

从设备的使用情况,人员维护、操作情况等方面对传统的串口取值模式调查后发现:

(1)串口采集数据,因外界干扰传输不稳定,造成了辊道秤计量画面物料重量显示为死值或重量波动大,这种现象平均每个月出现2～3次,影响了计量的准确性;

(2)在维护过程中发现有些串口设备在打雷时容易被击坏;

(3)有些串口设备无响应后重启电脑或拔插串

同时辊道秤的前台操作界面定时触发读取数据库中对应辊道秤的重量信号,再根据操作人员所录入的炉号、钢种、品名、规格等参数重新编组存入本地数据库中并同时上传到厂内中心机房服务器。辊口后就自我恢复了,而经常拔插串口设备,容易造成计算机串口及板卡设备的损坏,增大了维护人员的工作量。

(4)目前过磅程序的自动化程度都很高,都已达到了远程自动过磅的要求,通过改进过磅方式,可实现单机过多磅,而现在仍然是单机对应过单磅的情况,人力及设备资源消耗较大。

因此,二钢厂决定在数据采集方式上由原先的串口轮循读数改为PLC控制称重系统来读取重量数据。

2 PLC控制称重系统组成

二钢热连轧辊道PLC控制称重系统由两部分组成,即PLC控制部分和由VB.NET等高级语言编写的软件组成,如图1所示。软件部分包括前台操作界面和后台的重量采集驱动器(含OPC连接PLC)。前台操作界面和后台的重量采集驱动器,两者工作相互独立,但同时运行在一台PC机上。

其工作原理:重量采集驱动器通过OPC方式与PLC连接,把现场4台秤的重量信号采集上来,在窗口显示其实时称重信号,并按规定的报文要求将板坯重量、称重时间、磅房码等写入数据库中,这就完成了现场称重信号的采集,如图2所示。道秤称重程序前台开发语言:VB.NET和SQL2000数据库来完成的。后台开发语言:VB6.0和SQL2000数据库。

PLC控制部分采用Siemens S7-300 PLC,由连铸的4台辊道秤的称重仪表UNI800X自带的二进制码接口板取出了15位开关量信号分别接入S7-300的32通道的SM321开关量模块,再通过PLC编程将15位二进制(开关量)数转化为十进制数,可知其215=32 768,即辊道秤最大量程32 768 kg,目前辊道秤实测板坯重量在20 t上下,可以满足称重的要求。转换出的4台辊道秤的重量信号及称重完成信号同时送到OPC服务器,再由VB6.0软件编程,依据称重完成信号内部触发将重量数据存入SQL2000数据库中。辊道称在长期称重的过程中,称重数显表会出现底数,即辊道秤上无板坯时重量不回零,有偏差,这时就需考虑对表进行复零,可以通过重量采集驱动器软件上清零按键控制PLC的SM322开关量模块输出清零命令实现称重数显表的远程复零。

3改进效果

3.1 改进后的技术优势

采用S7-300 PLC的转炉辊道秤称重系统,其网络传输是基于工业以太网方式,传输速率是10Mb/100Mb/s自适应,相对于9600波特率的RS232串口传输而言,传输速度快,适用于实时性要求高的场合。由于PLC采用了与称重数显表接口板开关量的输入连接方式,相对于模拟量和RS232串口通讯传输而言,信号损耗小,传输距离远且抗干扰性强,所以也适用于远距离传输,过磅较分散的场合。在PLC控制系统中,现场总线的应用,PLC的故障诊断,分析功能可在辊道秤设计使用中的灵活运用,不仅可使传输距离进一步延伸,便于秤的集中管理过磅,还能在分析解决问题上提供有利的判断依据。

3.2 改进前后的效益对比

3.2.1 工作效率

改进后采用PLC控制的热连轧辊道称称重系统,改变了传统的轮循读串口数据的模式,避免了因串口问题而带来的故障处理问题扩大化的问题,同时将分布在连铸的4台辊道秤实现了集中管理,远程过磅,解决了原先的1台PC机只对应1台磅房秤的过磅问题,本系统通过软件设置,可单机过双磅、单机过3个磅,最多时单机过4个磅,工作效率大大提高。

改进前采用串口通讯的称重系统所需设备及人员:光端机2套,多功能串口卡,开关量板,电脑4套,操作人员4人。改进后采用PLC控制以太网通讯的称重系统所需设备及人员:PLC系统组成:CPU315一块,SM321数字量输入模块3块,SM322数字量输出模块1块,SM332模拟量输出模块1块;Moxa光纤收发器2套;电脑2套;操作人员2人。可见改进后所需人员减半。

3.2.2 经济效益

改进前设备、人力成本计算:

(1)端机、多功能串口卡、开关量板等硬件所需设备资金20 000元;

(2)电脑成本按一套计算需5 000元,4套即:5000×4=20 000元;

(3)人力成本按20 000元/人·年计算,4人即:20 000×4=80 000元。

合计:120 000元。

改进后设备、人力成本计算:

(1)PLC设备+Moxa光纤收发器所需设备资金22 000元;

(2)电脑成本按一套计算需5 000元,2套即:5000×2=10 000元;

(3)人力成本按20 000元/人·年计算,2人即:20 000×2=40 000元。

合计:72 000元。

由此可见,改进后减少了设备、人力成本48 000元。

3.2.3 运行故障率

该系统自2009年3月正式投用以来,经过近半年时间的跟踪维护,辊道秤系统实际故障次数为零,系统运行稳定可靠。

4 结束语

第一个给灵魂“称重”的人 第4篇

这位叫安吉拉·莫索的意大利科学家，把他的这套装置叫做“称量灵魂的机器”，但他做这个实验并没有任何宗教目的，纯粹出于科学的兴趣。在一个多世纪前，当大脑成像还没有像今天一样风靡的时候，这位19世纪的生理学家显然找到了一个办法，用不比天平复杂多少的简陋装置，来测量大脑中由神经活动引起的变化。

一直以来，关于这套装置我们知之甚少，所以很难判断它到底灵不灵验。但现在，莫索的原始手稿终于重见天日，让我们对这项开创性研究得以详尽地了解。令人惊讶的是，当今天的人们按照他手稿中的描述，复制出这套装置之后，发现它的确能够测量大脑的活动；更有甚者，至今它对神经科学家还大有启发哩。

木匠家庭出身的科学家

当莫索在都灵大学的实验室里忙乎的时候，他的生活跟他早年的寒微已经有了霄壤之别。1846年5月30日，他出生于一个木匠和裁缝的家庭。他的童年是在贫困中度过的。他的天赋使他获得资助，进入都灵大学学医。毕业后，他又获得机会，到欧洲当时最好的几所实验室继续深造。回国后，在接下来的30多年时间里，他一直呆在都灵大学从事教学和科研。

莫索的研究兴趣非常广，涵盖了从血液循环到肌肉萎缩，再到情绪的产生机制等方方面面。在他人生的最后一些年，兴趣甚至转到了考古学上。他是一个精力充沛的博学者，但并非凡事浅尝辄止。他对任何手头的工作都非常投入，钻研得很深。在莫索的影响下，生理学上的都灵学派繁盛一时。都灵大学成了那个时代意大利最优秀的科学家向往的圣地。

给莫索的很多研究添助一臂之力的，是他从父亲的木匠作坊里学来的许多手艺技巧。如果他想从事某项研究，而手头又没有合适的仪器时，他就自己动手制造。当研究需要时，他还拿自己做实验。比如说，他在研究高山反应时，他和他的助手就轮流进入一个模拟高山条件的低压舱里。

在他女儿写的一本书中，有着这么一段吸引人的文字，“所有人的目光都汇聚到了我父亲的脸上，他正在探索迄今很少人敢冒生命危险踏入的禁区……当舱里空气稀薄到相当于海拔8000米，也就是珠穆朗玛峰高度的大气条件时，他才向舱外的人示意停下，于是助手宽慰地松了一口气，然后向舱内缓缓充气。当舱门打开，父亲踉踉跄跄地走了出来。他不得不倚靠在墙上，以免摔倒”。

称量灵魂的机器

在这些大胆的实验中，现在最让心理学家感兴趣的，莫过于他在大脑方面的研究。我们今天当然知道，大脑的血流量会随我们思考而起变化。譬如，当我们从事一项复杂的脑力活动时，将有更多的血液流向头部，给神经元提供“燃料”。这个原理是现代大脑成像技术的核心。

大脑成像技术是与历史上一个由来已久的观念联系在一起的，即我们不可能直接测量神经的活动，只能通过测量神经活动引起的其他生理变化，来间接地观察；而这些生理变化之一就是血流量的变化。在大脑成像中，就是通过测量不同脑区流入流出的血流量，来比较它们的活跃程度的。但这个观念在莫索所处的时代，并不为大多数人接受，而莫索却是少数坚定的信奉者之一。

莫索最初的办法是在颅骨有缺陷的人身上做实验。颅骨有缺陷，意味着部分大脑没有被颅骨遮盖。他在受试者头上颅骨缺了一块的地方，罩上一个小容器，粘牢密封好，充上气体。当血液在大脑中流进流出时，大脑软组织就会微微地上下起伏。密封容器里的气体受到挤压，气压就会有微小的波动，——这也是体积描记仪（医院里一种测量器官或整个人体体积变化的仪器）的工作原理。

莫索证明，当受试者被要求做一道有一定难度的计算题时，大脑的起伏会大一些。这是当我们在思考时，立刻会有更多血液流向大脑的最好证明。

但是，毕竟颅骨有缺陷的人非常罕见，所以莫索还试着寻找别的办法在颅骨完整的人身上观察类似现象。这一结果就导致他发明了他的“称量灵魂的机器”。美国心理学家威廉·詹姆斯在他1890年出版的《心理学原理》一书中，对莫索的实验装置有个简短的描述，说它是一张“非常灵敏的平衡桌”，当流向大脑的血液增加时，平衡桌就朝受试者头部所在的一边倾斜。但莫索自己描绘这套装置的草图却很快就遗失了，所以后人很难相信这么简单的装置能确如詹姆斯所说的那样工作。

现代版“称量灵魂的机器”

然而，100多年之后，这个想法却吸引了大卫·菲尔德和劳拉·英曼这两位英国神经生物学家，他们决定根据詹姆斯的记载，建造一架类似的装置。这套装置从原理上讲，不过是一根杠杆：让受试者躺在平衡桌上，然后把连人带装置的重心调整到支点上；当血液在大脑中流进流出时，重心就偏离了支点，于是平衡桌就摆动起来，对头部重量的微小变化做出反应。

但菲尔德和英曼很快发现，他们的装置实在太灵敏了，一不小心一头就垂下去，几乎永远都无法保持平衡。为了克服这一麻烦，他们让平衡桌朝受试者头部所在的那边稍稍倾斜。这样，它的一头就搁在了一个电子秤盘上。这个秤盘非常灵敏，可以测量出作用于它的微小的力。根据这个力的变化，可以描绘出一条力随时间变化的波动曲线。

解决了这个问题，他们还发现，来自身体其他部位的干扰，如呼吸和心跳，对测量结果影响甚大，甚至盖过了大脑血流量变化的影响。他们的解决办法是，在受试者的胸口系上传感器，实时测量出心跳和呼吸运动作用于平衡桌的微弱的力，然后利用电脑软件，从电子秤盘记录的力中，减去这些力的影响。经过这样细致的分析之后，他们得出结论，大脑的重量的确会随受试者思考状态的不同而发生变化——尽管由此产生的大脑重量的变化，连0.01牛顿都不到。

所以原则上，这个“大脑秤”是可以工作的，但涉及的技术细节那么复杂，莫索能够克服这些困难了吗？两位英国科学家不禁怀疑起来，“他会不会是个骗子？”直到2013年初，当两位意大利学者找到莫索遗失的手稿，并发表了出来，答案才浮出水面：原来莫索当年也遇到过同样的问题，并以他那个时代的技术手段来加以克服。

莫索是如何克服困难的？

与上述二位英国科学家不同的是，莫索允许他的装置上下摆动——正是摆动画下的曲线反映了受试者的思想状态。但为了防止它老是晃动，他采用了一个悬挂在平衡桌下面可调的平衡物，使摆动做阻尼运动。

他还找到一些办法来记录下身体其他部位的干扰。例如，利用体积描记仪来测量手足部与脉搏有关的压力变化，以及胸部与呼吸和心跳有关的压力变化，然后再从平衡桌的摆动曲线中，扣除这些干扰，就可以检测出脑部的血流量变化。

莫索在手稿中描述了他让自己的一名助手和一位22岁的学生充当受试者得到的首个实验结果。例如他报告说，当受试者听到警报的声音之后，流向大脑的血液剧增。在后来的实验中，他又让受试者躺在平衡桌上分别读一份报纸，一部小说和一篇哲学文章。他报告说，结果显示，当受试者读哲学文章时，平衡桌摆动的幅度更大——你自己也不难揣测，读哲学文章总比读报纸和小说都要费脑筋。

莫索给我们的启发

尽管有这些记录，但我们今天依然无法百分之百地肯定莫索的装置能以那么高的精度工作。不过，这个问题已不重要。重要的是，我们现在知道，早在19世纪，有一位意大利科学家，在观察人的思维活动方面，曾做过先驱性的探索工作，而且，尽管现代的脑成像技术有着无可比拟的先进性，但依然可以从莫索那儿学到一些东西。

例如，大脑成像是通过比较不同脑区的血流量来判断哪一脑区正在工作的。但它无法告诉我们整个大脑的血流量变化情况。所以如果给它两种情况，它无法从总体上判断在哪一种情况下，大脑工作得更起劲，只能判断在同一种情况下，哪个脑区工作得最起劲。但有时候，我们恰恰需要知道的是大脑总体的情况。譬如你服用了一种药物，你想看看它对大脑血流量的影响如何，在这种情况下，大脑成像就爱莫能助了，但莫索的平衡桌就能做到。

此外，改进“现代版”的平衡桌，或许还能用来测量大脑两半球活动的差异。这有助于解决关于在某些特定的任务中，“左半脑”或者“右半脑”是否更活跃的问题。

称重控制器 第5篇

1 基本功能

(1) 多通道粘油定量灌桶控制。采用的EM-231模拟量输入模块有四个模拟量输入通道, 因此该控制器最多可以同时控制四个通道的油料灌装, 大大提高了灌装效率。

(2) 称重传感器数据采集。称重传感器的信号通过变送器和模拟量输入模块传入PLC, PLC根据采集到的数据进行相关动作。

(3) 电动开关阀自动控制。PLC根据阀门控制算法确定并发出开阀或关阀信号, 控制电动开关阀的开闭, 以达到精确灌装目的。

(4) 人机交互。可以通过现场的HMI触摸屏和远程的上位机对现场进行实时监控, 及时掌握灌桶现场的情况, 同时可以根据情况进行远程控制。

(5) 数据通信。系统设计到的通信主要包括现场设备与PLC、PLC与HMI触摸屏和PLC与上位机之间的通信。

(6) 系统故障自诊断。通过系统故障自诊断可以检测出当前PLC的通信状态, 模拟量输入和开关量输入是否正常, 以及电源是否处于接通状态。可以提高系统的可靠性, 出现问题及时发现及时解决。

2 硬件配置原理

本文选用西门子S7-200PLC控制器, 可以实施多通道定量灌桶控制。PLC通过以太网和上位机进行通信, 上位机通过组态软件即可对灌桶现场实施实时监控。在本设计中, 需连接的现场主要设备有:

(1) 四线制称重传感器, 将重量信号转换为电压信号。

(2) TR2004多路重量信号变送器, 将称重传感器传来的电压信号转换为标准的4—20mA电流信号输出。

(3) 控制用执行器类, 实现灌桶的流程控制。如管道泵、电动开关阀等的开闭。

(4) HMI智能终端。通过使用HMI智能终端, 使操作人员能实时了解灌装过程的情况。

以其中一个通道为例, 结构图如图1所示。

3 数据处理及阀门控制算法

3.1 数据处理方法

由于我们通过PLC采集到的仅仅是变送器的输出信号值, 这是4—20m A的电流信号, 通过A/D转换器转换得到的数字量没有任何意义, 因此必须在控制器内对其处理, 以得到实时油重。

w为实时油重, wmin为称重传感器量程低限, wmax为称重传感器量程高限, N为实时油重A/D转换值, Nmin为称重传感器输出4mA时的A/D转换值, Nmax为称重传感器输出20mA时的A/D转换值。

本文采用的是S 7-2 0 0 P L C, 因此Nmin=6400, Nmax=32000;称重传感器的型号是LG4700-50kg, 相应的wmax=50, wmin=0。因此于是实时油重计算公式为:

3.2 阀门控制算法

在实际操作中, 由于泵阀的操作有一定的时间延迟, 如果到设定量时才关闭泵和阀, 一是发油量不可能准确, 二是骤然关闭必然产生水击, 我们需要设定一个总的关阀提前量。本文采用冲量扣除控制算法, 定量灌桶开始工作时同时打开泵、阀, 进入开阀调节过程, 到总提前量时进入关阀的调节过程, 调节过程如图2所示, 其中wsv为应发油量, w为实发油量, cw为冲量, Fsv为正常发油的设定流速。

设开控制信号为CO, 关控制信号为CC, 阀门控制算法如下:

以上控制算法中的冲量cw主要由灌桶速度和电动开关阀的开关速度决定, 要通过现场反复实验得出。

4 结束语

综上所述, 基于PLC和称重传感器的自动灌桶控制器, 原理简单易懂, 操作控制方便。与传统的人工磅秤计量相比, 具有计量精度高、安全高效、便于管理等显著优点, 是油库实现自动灌桶的一个研究方向。

摘要：设计了一种基于PLC和称重传感器的油料灌桶控制系统, 完成了定量灌桶控制器的硬件配置、软件设计。设计的灌装控制系统采用称重传感器来进行油料灌装的定量;采用冲量扣除控制算法控制灌桶过程, 提高控制精度;采用触摸屏技术, 解决了灌装控制器现场人机交互问题;采用以太网通讯方式, 解决了远程通信问题;利用MCGS组态软件, 通过二次开发, 实现定量灌桶的远程实时监控和管理。

关键词：PLC,称重传感器,定量,灌桶

参考文献

[1]张赞牢, 王建华.粘油局部加热灌桶装置的研究[M].天然气与石油, 1994 (3) :6-9

[2]税爱社, 方卫红.油料储运自动化系统[M].中国人民解放军后勤工程学院, 2007:320-321

[3]韩飞, 刘信阳, 李生林, 等.军队数字化油库研究[J].后勤工程学院学报, 2004, 20 (2) :8-11

称重控制器 第6篇

随着科技进步和生产效率的提高, 化肥的需求量越来越大, 质量要求也更加严格。现代化的化肥自动配料称重控制系统具有生产效率高、质量优良和环保效果好等特点。介绍采用性能稳定的PLC、组态软件和高精度的称重控制仪设计的化肥自动配料称重控制系统, 可以实现从配方设定、物料搅拌, 到定量包装等生产全过程的自动化、智能化监控。

1 系统结构

化肥配料共有6个料斗, 分别装有氮肥、磷肥、钾肥、尿素、二胺和气肥。每个料斗都配有一台称重仪表, 分别对每种物料的下料量信号进行实时采集, 并将料斗当前重量数据送给安装有MCGS组态软件的工控机, 与设定的参数进行对比, 经过PLC的运算处理后, 实现对料斗阀门和搅拌电机的控制。上位机对各种工艺参数进行实时监控, 包括目标量、快加量、慢加量、搅拌时间和通信状态等。

系统上位机使用北京昆仑通态公司的MCGS6.2组态软件, 主要完成对称重数据的处理、与称重仪表通信、与PLC通信、参数在线修改和设备运行状态监控等, 其中参数在线修改和与称重仪表通信是主要需要解决的技术问题。

系统下位机采用西门子S7-200系列PLC, 主要完成对现场自动配料称重控制设备的动作控制。由于化肥生产设备需要连续地生产, 且各个动作之间有着严格的顺序要求, 因此采用顺序控制、经验控制和步进控制相结合的控制方法。软件设计包括主程序、参数设置程序和6个称重控制程序等。

2 系统硬件设计

化肥自动配料称重控制系统硬件结构如图1所示, 具体组成:

(1) 上位机选用研华IPC, 其机箱采用钢制密封结构, 具有抗冲击、抗振动、抗干扰、抗粉尘和抗噪声特点;内置专用电源, 具有较强的抗干扰能力;底板有很多的卡槽, 具有很强的可扩展性。

(2) 控制器由西门子S7-224XP型PLC主机模块和EM223扩展模块组成, 该系列PLC具有指令丰富、执行速度快、编程简单、调试方便, 以及扩展灵活和通信功能强大等特点, 可满足不同客户需求。控制器与上位机之间采用PPI协议通信, 可以方便有效地进行数据传输。

(3) 称重仪表选用北京天宇恒创传感器技术有限公司的XSB-II包装机控制仪, 该仪表具有密封性好、体积小、功耗低、安装方便和操作简单等特点, 在粉尘大和温度低等恶劣环境下具有很强的适应性。它与上位机之间采用RS-485协议通信。称重传感器实时采集物料重量数据, 处理后传输至上位机, 具有精度高和可靠性好等特点。

3 系统软件设计

3.1 上位机监控软件设计

上位机主监控界面如图2所示, 主要功能:

(1) 通信处理:完成与称重仪表、PLC的通信和数据交互。

(2) 配方管理:主要用于生产不同化肥时, 原料种类的选择, 目标量、快加量和慢加量的设定。

(3) 参数设置:对生产订单进行设置, 如这批订单需要生产多少袋化肥。

(4) 状态监控:对现场设备的动态动画效果进行监控, 以实现生产各个环节的管理。

(5) 报警提示:当有参数忘记设置或通信异常时, 会有相应的图形闪烁提醒操作人员及时处理。

3.2 PLC控制程序设计

PLC程序主要包括:主程序、称重控制和参数设置程序。主程序主要包括对系统的整体控制以及故障异常处理等;称重控制主要是对各个料斗的料仓阀门的控制;参数设置主要包括对整个系统中需要调整和修改的参数进行管理和控制。PLC接受来自按钮、行程开关和传感器等的信号, 以及来自工控机的控制命令, 并对其进行运算处理后, 输出信号对电磁阀、电动机等执行机构进行控制。PLC控制流程如图3所示。

4 结语

该自动称重配料控制系统具有运行状况实时监控、在线修改工艺参数、肥料重量设定、配方管理、班次设定、数据记录与保存、故障报警与显示等功能, 大大提高了生产效率, 节约了生产成本。

摘要：介绍化肥自动配料称重控制系统的设计过程, 重点阐述上位机组态监控界面和PLC程序设计, 以提高化肥生产效率和质量。

关键词：自动配料称重控制系统,组态监控,PLC

参考文献

[1]刘小春.基于MCGS和PLC的电机运行参数监控系统设计[J].自动化技术与应用, 2010, 29 (9)

[2]周红军.基于PLC和组态软件的创新实验活动[J].实验室研究与探索, 2008, (08)

称重控制器 第7篇

1 动态称重存在问题及解决对策

动态称重在实际应用中暴露了一些问题, 以称重误差较大的问题尤为突出, 而且极易引起征缴矛盾, 进一步加大收费站拥堵的严重程度, 引发社会的质疑和不满, 大大降低了高速公路的服务水平。主要表现在以下几个方面。

1.1 存在问题

主要表现在以下几个方面。

(1) 设备按照对已建成的收费广场开挖面积大, 施工难度大, 设备安装周期长, 维护复杂。

(2) 设备稳定性影响费额。系统检测到数据与实际车型相比主要表现为:一是多轮胎或者少轮胎, 如双胎判单胎。二是多轴或少轴。直接影响费额的增加或减少, 司机误以为人为操作, 极易引发费员与司机矛盾。

(3) 存在称重差异。称重系统的准确性使得计重收费严肃性受到质疑, 车辆的称重数据往往在不同的收费站存在差异, 对费额影响较大, 容易引发矛盾。

(4) 偷逃通行费。在实施计重收费后, 出现的各种逃缴通行费的情况, 如车辆走S型、“跳车”过秤、“拆分轴”过秤、车辆改装、快速通过计重平台、安装液压磅、“甩挂”、“增加轴”过秤、遮挡光栅分离器、“垫木版”过秤、使用遥控器干扰等方法偷逃通行费。

1.2 如何解决当前动态称重存在的问题

从技术上讲, 对于恶意的驾驶操作行为, 普通的称台系统难以从根本上加以解决称重误差问题, 只能从管理上着手。

(1) 为了减少称重误差造成的纠纷, 保证车主的利益不受损害, 计重收费要大力加以宣传和解释, 让车辆驾驶员和收费员都充分理解。

(2) 在收费车道入口安装限速标志, 尽量降低车辆通过称台的速度。

(3) 针对各种恶意通行方式, 加强管理, 发现后应及时制止, 要求司机将车辆退回, 按照要求并保持匀速5公里以下直行、水平通过称重平台, 进行复核。

(4) 收费人员在工作中应时刻保持较高的工作警惕性, 制止任何车辆逃费行为, 坚决贯彻执行收费政策, 加强教育, 树立司机按章缴费意识, 维护收费站正常的营运秩序, 确保道路通行费足额收取。

为彻底解决动态称重中存在的称重误差大、争议多、货车跳磅逃费等问题, 提高收费站点通行能力, 在高速公路计重收费中开始推行使用静态称重。

2 推行静态称重的“利”与“弊”

所谓静态称重是指车辆驶入称台, 光栅收尾后, 一般程序会延时一段时间, 取其稳定数值, 上传上位计算机, 是自动的, 车不需要停在称台上。一般车辆还没有到收费窗口, 数据已经上去了。

2.1 静态称重的“利”

(1) 误差小、精确度高。静态称重仪的最大优点就是误差小。经实践证明:原来了动态称重仪所允许的正常误差范围在5%以内, 也就是说一辆承载50吨左右的货车, 最大误差将达到2.5吨。而静态称重仪的误差却在0.5%以内, 也就是50公斤。

(2) 争议明显减少。对于司机和收费员来说, 静态秤使用后, 争议少了, 他们不再会因为误差大和收费站收费员发生争议了, 车辆通行的速度得到明显的提高, 而且超限的车辆也会自觉的缴费, 同时也有力的维护了收费站的正常收费秩序。

(3) 车辆通行速度加快。由于动态秤有误差, 好多司机就因此将车滞留在收费车道, 和收费员发生争执。特别是在车流高峰期, 严重影响了收费广场的秩序, 造成车辆拥堵收费广场。使用静态秤以后, 称重的精确度提高了, 争议少了, 车辆通行的速度自然也就提高了。现在的载货车辆通行全过程只需1分钟左右。

(4) 从根本上杜绝各种逃费行为。针对过去司机使用动态秤时所采取的“走S”、“跳磅”、非法装置等手段将得到彻底的消除, 为堵漏增收工作的深入开展提供了技术保证。

2.2 静态称重的“弊”

(1) 投资大。一台3×21米核定100t的静态秤, 设备及土建总费用在50~60多万, 开挖面积过大。

(2) 受地形限制。在有些弯道及坡度大的匝道收费站没办法安装。

(3) 过车速度比原来降低。前车驶离秤台后车才能进道, 降低了车道通行效率。

(4) 引来管理的麻烦。现在许多收费站都是装了一部分静态秤, 所以货车都不愿意进入有静态秤的车道, 宁可在动态秤车道前长时间排队, 即使一个站全部安装静态秤, 货车也会不走这个站, 而是从邻近的一些没办法安装静态秤的匝道收费站驶出, 然后再上高速, 严重影响了正常的收费秩序。

3 结语

综上所述, 显然推行“静态称重”无论是从理论、技术和实践上都是可行的, 是利大于弊的。但是, 推行“静态称重”治理车辆超限运输应该注意的细节问题如下。

(1) 理论上, 静态磅需要车辆完全静止下来称出的重量是最准的, 但在实际应用中只需车辆低速过程就可以得到重量, 且误差极小, 主要是静态厂方对软件进行了升级, 静态称重具有动态称重的功能。所以在选择静态秤时要注意这一点。

(2) 收费亭若有地下通道, 安装静态磅肯定不能跨过收费亭, 但静态磅所具有的动态称重也已解决了这个问题。只不过不同厂家的秤误差不尽相同, 需要业主选择质量过硬, 并有自主研发水平的厂商。

(3) 过车速度较慢, 且要专人指挥车辆上秤台, 否则前后车辆会互相影响。且收费广场一下变小了 (静态秤占据了很大空间) , 应该不适用于收费广场较小的站, 更容易堵车。

参考文献

[1]张膑.关于高速公路计重收费系统及常见问题的分析[J].工程科学, 2010 (4) :35～35.

[2]肖维明.车辆动态称重设备应用研究[J].中国交通信息产业, 2010 (2) :141～142.

[3]刘英茂, 徐兆宇, 郭淑萍.动态车辆称重设备在实际应用中的研究[J].中国计量, 2010 (5) :70～71.

[4]李淑秋.公路货运车辆实行计重收费利弊浅析[J].价格理论与实践, 2007 (5) .

[5]王效卓.基于计重收费模式的超限运输治理方法研究[D].吉林大学, 2008.

[6]黄璟.关于收费公路计重收费利弊的思考[J].现代企业教育, 2007 (12) .

[7]李春花, 左庆乐.计重收费对称重设备的要求及存在问题分析[J].中外公路, 2007 (2) .

称重式箱装缺条称重可靠性的探究 第8篇

为了从根本上预防和杜绝箱装缺条现象的发生, 车间于2009年在装封箱机组出口物流通道上安装了光子箱装缺条检测装置, 以检测并剔除缺条烟箱。 在实际生产过程中, 由于光子发生器在长期工作中信号源本身会逐步衰减, 所以该检测装置并不可靠, 具有一定的漏检率。

为了检测光子箱装缺条检测装置的检测效果, 我们进行了实验, 让检测装置对缺条烟箱进行检测, 每组实验进行500 次, 统计数据如表1。

实验中: 漏检率= ( 检测件数- 检出缺条件数) / 检测件数×100%

由表1 可知, 光子箱装缺条检测装置对缺条烟箱的漏检率达到3.12%。

根据车间要求, 缺条检控装置对缺条烟箱的漏检率必须低于1%。 因此, 车间使用一种称重式箱装缺条检控装置, 使缺条烟箱的漏检率从3.12%下降到1%, 从而有效的检出缺条烟箱。

2 对称重式箱装缺条检测装置可靠性的分析

2.1 烟箱箱皮重量研究

进行称重时, 称重装置同时对烟箱箱皮和条烟进行称重, 因此称重系统的稳定性需要将箱皮重量考虑在内。 于是, 我们对车间各个生产牌号的箱皮、条烟进行称重, 数据统计如表2。

由表2 可知, 软灰的箱皮重量占烟箱总重比重为5.07%, 是所有牌号中最高的。 因此, 软灰烟箱对称重漏检率的影响是所有牌号中最大的, 我们选取软灰烟箱进行称重实验。

2.2 软灰烟箱称重实验

我们称量1000 件缺条软灰烟箱 ( 缺一条) , 将所得的数据进行统计分析, 如果灰狼烟箱的漏检率在目标设定范围内, 那么显然其他牌号漏检率也在目标范围内。 其中统计数据如表3。

将表3 1000 组数据用软件绘制成图, 如图1 所示。

由上图1 可知数据组明显符合正态分布, 用SPSS软件对数据组进行分析, 得出该组数据对应的正态分布公式为N ( 12039, 29.48) 。

3 结论

由表2 统计数据可知, 一件满箱灰狼烟箱共重12272g, 条烟单重233g, 由数据的正态分布公式可知, 一件缺一条的灰狼烟箱重12039g。 根据现有的光子缺条检测装置的设置, 将条烟单重的30%视为容许偏差, 得出公式如下:

(灰狼缺条临界判断重量为判定被测软灰烟箱为缺条的临界值) 将灰狼缺条临界判断重量带入正态分布公式, 计算得:

所以, 用采用该称重式箱装缺条检控装置对缺条烟箱的检测结果是比较可靠的, 能达到漏检率低于1%的要求。

摘要：条烟装箱是卷烟生产的最后一道工序, 在条烟装箱, 当烟条流量很大或来料不够时, 装封箱机有时会工作混乱, 出现烟箱中缺条的情况。如此类缺条烟箱未能被操作人员和质检员及时发现, 一旦流入市场, 将直接侵犯消费者的利益, 也严重影响了品牌形象。由于之前使用的光子探测式具有较高的漏检率, 后改用称重式, 称重式烟箱缺条检测方法在可靠性、稳定性、经济性等方面优势较为突出, 本文将对称重的可靠性进行分析。

关键词：缺条,称重,可靠性

参考文献

[1]陈文光, 饶益花, 赵立宏.烟箱缺条自动检测器设计[J].工业仪表与自动化装置, 2004, 24 (1) :46-47.

[2]沈继斌.条烟装封箱机的工作原理[J].包装与食品机械, 2006, 24 (6) :57-59.

工业配料称重系统的电气设计 第9篇

关键词：电子称、配料称重

中图分类号：TP273.5 文献标识码： A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

工业配料称重系统的电气设计可大致分为以下几个步骤：1.方案选择；2.系统设计；3.程序设计。

1方案选择：

目前工业配料称重系统的电气设计方案大致可分为三种。第一种：称重传感器+称重控制仪表+PLC程序控制器；第二种：称重传感器+称重显示仪表+PLC程序控制器；第三种：称重传感器+重量变送器+PLC程序控制器。三种方案各有优缺点。

1.1元件功能介绍

重量传感器：是将“容器自身的重量”和“物料的重量”之和转化为mV级的电压信号。

称重控制仪表：接收重量传感器的mV信号，并将其转换为标准的电流或电压信号。标准的电流信号有0--24mA或4--24mA；标准的电压信号有0--5V或0--10V。智能称重控制仪表还可带RS-485和RS-232总线接口，有与上位机通信功能。另外，控制仪表内部集成了控制程序，可对物料的重量进行控制，并可显示“物料的重量”、“容器的重量”和“总重量”，即“净重”、“皮重”和“毛重”。

对于简单的称重系统可只选用“重量传感器+称重控制仪表”来完成对物料称重的控制要求，不需PLC控制器参与控制。在工业配料系统中，常常是对多种工艺设备动作的整合，所以一般需要PLC参与控制。

秤重显示仪表：与称重控制仪表相比，显示仪表除不具备逻辑控制功能外，具备控制仪表的其它全部功能。

变送器：把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。变送器一般分为：温度/湿度变送器、压力变送器、差压变送器、液位变送器、电流变送器、电量变送器、流量变送器、重量变送器等。

PLC控制器：用于接收称重仪表或变送器输出的标准电信号，并根据工艺的需要，对设备进行逻辑控制。PLC接收信号的种类：一种是外界的模拟量信号；另一种是接收外界的数字信号。

1.2不同方案的比较

第一种方案：称重传感器+称重控制仪表+PLC程序控制器。

此方案是利用控制仪表自身的程序对物料的重量进行控制。PLC发出开始的指令后，控制仪表按程序进行控制，PLC也可随时发出暂停指令。控制仪表将物料的重量、进出料的控制状态及其它数据传输给PLC，PLC根据工艺要求实施综合控制。此方案的最大优点是简化了工程人员对称重控制编程的难度，也因仪表内的程序更为专业化，提高了设计效率和控制精度。另外，对秤的标定工作相对简单，仪表中通常固化了相应的标定程序。

第二种方案：称重传感器+称重显示仪表+PLC程序控制器。

此方案与第一种相比， PLC接收显示仪表的检测数据后，需要工程人员对物料的重量进行判断比较，程序编写的难度要大于第一种。但工程人员可不受控制仪表内固有程序的限制，增加了控制的灵活性。另外，该种方案，系统的标定工作依然是可通过仪表中的固化程序完成。

第三种方案：称重传感器+重量变送器+PLC程序控制器。

与前两种方案相比，此方案对工程人员的专业水平要求最高。除要求工程设计人员对称重过程的物料重量进行判断比较，秤的标定工作也需要通过编写PLC程序来完成。

相比以上三种方案，大多数工程设计人员趋向于选择第一种控制方案，该方案的另一大好处是，在控制仪表与PLC通信不畅的情况下，称重控制依然可以进行。

2电气系统设计

系统设计首先需要选择元器件，然后按照元器件的使用要求配置电路。

2.1称重传感器的选择

根据“容器重量”和“物料重量”之和确定传感器的量程。例如：容器重200kg，物料重400kg，秤体的支撑点为3个。“容器重量”+“物料重量”=600kg。传感器量程的选择，一般要比实际量程大30%左右。也就是说，“容器重量+物料重量”最多占到是传感器量程的70%。我们按70%计算，600kg÷0.7≈857kg。因容器有3个支撑点，所以857kg被3个传感器平均分担，每个传感器承载能力应不小于256kg。择量程为300kg的传感器可满足要求。本例中秤的支点数为3，实际设计中可以是n个支点。大型电子秤中，可以多达12个支点，每一个支点都对应一个传感器。传感器量程的计算方法相同。

另外，传感器和仪表应配套选择。一般传感器并联后的输出阻抗值应满足称重控制仪的要求。

2.2接线盒的选择及调试

每个传感器的一组输出端子需要连接到接线盒的一组输入端子上。上例中，选择了三个传感器，接线盒应选择三进一出或者四进一出的接线盒，接线盒的出线端连接到控制仪表的信号输入端。

传感器与接线盒连接好后，需要调节接线盒中的偏置电阻，对每个传感器的灵敏度进行补偿，从而达到每个传感器的输出信号值一致。以三进一出接线盒为例，W1、W2、W3为分别设置在接线盒三组输入端上的可调节电位器（即偏置电阻），U1、U2、U3为电位器两端的偏置电压。如果每个传感器依次单独作用时，在称重控制仪表上显示的重量分别为N1、N2、N3，假设N3的值最小，则：旋转电位器上的旋钮，使电位器电阻两端的偏置电压为：U1=[（N1—N3）÷N3]×E×1000（mv）；U2=[（N2—N3）÷N3]×E×1000（mv）；保持U3的偏置电压不变。E为称重传感器的激励电压，即传感器接线端“+EXC”与“-EXC”之间的电位差。对于n个传感器的调节方法以此类推，其通用公式为：Ui=[（Ni—Nmin）÷Nmin]×E×1000（mv）。

2.3称重控制仪表的选择

市场上称重控制仪表的种类很多，选择控制仪表主要考虑几点。○1根据计量秤物料的种类选择控制仪表。有单一物料计量控制仪表和多物料计量控制仪表；○2控制仪表输入输出控制端子的功能须满足工艺要求；○3控制仪表的模拟输出信号须满足设计要求；○4控制仪表的通信端口及总线协议须满足设计要求；

以多利托IND331型称重控制仪表为例，其基本功能有：清零、去皮、清除皮重、打印、信息调显、目标值比较、比较器、标定、免标定等功能。

2.4PLC控制器的选择

以西门子S7-300 PLC为例，选择电源模块、CPU模块、数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块等等，可参见《S7-300 模块数据手册》和《S7-300 硬件和安装手册》。

CPU模块CPU315-2DP具有总线接口，支持PROFIBUS DP通信协议与控制仪表通信，也可通过0--24mA模拟量输入模块，读取物料及容器的重量。控制仪表输出的0--24mA模拟信号可设定为净重或毛重。

将PLC的数字量输出端子与控制仪表的输入端子连接，PLC可给仪表发送启动和停止指令，仪表也可将系统的运行状态传递给PLC。PLC还可同时对相关设备进行控制，并与工控机和触摸屏通信，实现智能化控制与管理。

3程序设计

在系统设计完成后，就进行程序设计了。PLC可将多种配料称重系统有机的结合，接受多个称重控制仪表信号，有序控制多组设备。

程序设计过程也是工程人员实现其控制思想的过程。系统运行是否合理，工艺要求是否能够得以实现，都取决于程序编写得好坏。由于程序语言的种类及编程方法繁多，也因本人水平有限就不再详述。

4结语

实际上，在工程设计过程中，方案选择、系统设计和程序设计不是孤立的事件，它们相互依存。一个优秀设计的产生也是工程人员不断学习、实践和改进的过程。

参考文献

1. IND131/331 称重显示控制器技术手册

称重系统要求和分析 第10篇

图1所示为典型的称重框图。通过低噪声LDO为整个系统供电。

称重系统一般采用5V供电, 并直接采用供电电源作为ADC的参考电压, 这样做的好处是可以抵消测量过程的共模干扰。压阻传感器是整个称重系统的关键部件, 它的精度直接决定了系统的测量精度。1kΩ和350Ω是两种常用的压力传感器类型, 典型灵敏度是2m V/V。目前, 模拟前端基本在单一芯片整合了PGA和ADC, 并可灵活配置。称重设备的数据输出可采用传统的RS-485接口, 或4~20m A电流环输出。当然, 目前越来越多的设备也开始采用无线通信接口, 例如:通过Wi Fi输出数据。

模拟前端设计考虑

为方便起见, 我们在下面对模拟前端的性能分析中, 假定系统供电由5V LDO提供, 忽略电源噪声的影响;传感器为5V@2m V/V灵敏度, 称重范围是20000g, 准确度是0.1g。

分辨率和噪音

一个好的称重产品, 必须在测量过程中保持高精度和高准确度, 测量值稳定, 无跳变/闪烁。为此, 与之对应的指标是无杂散峰-峰值分辨率, 定义如下:

2n=200000

计算:n=17.6 bit (p-p) ,

进而得出N=20.3 bit (RMS) .

其中, n是无杂散分辨率, N是有效值分辨率。这个分辨率可以满足绝大部分中高端产品要求。

根据输入范围要求, 我们可以计算出噪声水平:

目前市场上的个人/家用称重设备通常提供3000点测量值;工业产品提供7500点测量值;实验研究设备可提供10000点以上测试, 据此可以计算相应的分辨率和噪声要求。通过上述分析和计算, 我们基本可以决定ADC的要求和选型。

增益与采样率

由于传感器的输出摆幅为10m V左右, 信号相对比较小, 如果直接输入给ADC, 将损失ADC的大部分动态范围。因此, 需要有PGA进行幅度调整, PGA最大增益可以设置为64、128或256, 并且可以配置调整。具体选择需要根据压力传感器和ADC范围确定。ADC除了前面提到的分辨率和噪声之外, 还有一个重要指标需要考虑, 即采样率。不同的称重系统和不同的应用场合对采样速度的要求很大不同, 一般来说, 静态称重采样率在20Hz以内, 动态测量则要求几百Hz甚至几百kHz。

滤波器

滤波器在整个设计中很重要, 用于提高整个系统的信噪比。由于称重是精密测量系统, 并用于相对嘈杂的环境, 容易受到干扰, 需要采取滤波措施。首先, 在信号链路的最前端增加无源RC或LC低通滤波器, 抑制高频干扰。并配合后续的数字滤波器, 通常是Sinc多阶滤波器, 用于滤除工频干扰。一些专用ADC几乎都内置这个数字滤波器。设计人员只需要配置相关寄存器的参数。

校准

为了在整个温度范围内保持高精度测量, 需要消除温度漂移和线性误差。系统采用专门的温度测试单元, 以验证温度特性。具体做法是做一个温度循环, 测试的数据必须线性变化, 并最终回到原点, 如图2所示。否则, 就需要做额外的复杂的补偿算法。此外, 设计中还会经常碰到其它挑战, 如:

●机械振动干扰;

●电源和噪声的平衡;

●速度和噪声的平衡;

●辐射。

Maxim Integrated解决方案

MAX11270是一款24位的Sigma-Delta高精度ADC, SNR达到130d B, 功耗只有10m W, 采用率可达64ksps, 适用于直流和交流测量。并具有良好的线性指标, INL最大4ppm, 噪声6.5n V/√Hz, 内部集成缓冲器、PGA、Sinc滤波器等, 理想用于称重设备, 典型应用电路如图3所示。如果传感器距离测量单元较远, 比如高速公路上的汽车超载检测设备, 则要在传感器和ADC之间加入一级低噪声缓冲驱动器, 可以选择MAX44250等。需要说明的是, MAX11270还预留了几个GPIO端口, 方便用户配置。MAX11270提供两种校准模式, 其中自校准模式可以在工作条件改变时 (比如, 电源电压、环境温度等) , 非常方便地消除失调误差和增益误差。目前, MAX11270已经成功设计在国内一些客户的产品中。

摘要：称重是工业领域非常普遍的一个应用, 尤其在中国市场存在很多称重设备的设计和制造商。来自终端用户的产品千差万别, 本文将着重分析、讨论这类应用的系统要求, 探讨系统模拟输入前端的设计, 因为这部分电路的性能直接决定了整个产品的精度水平。

关键词：称重,模拟前端,分辨率,噪音,采样率

参考文献

[1]MAX11270数据手册[R/OL].https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/dataconverters/analog-to-digital-converters/MAX11270.html

[2]MAX44250数据手册[R/OL].https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/amplifiers/MAX44250.html

[3]MAXREFDES75#:24-Bit Weigh Scale with a 16-Bit DAC, 0 to 10V Output, Maxim Integrated Products[R/OL].https://www.maximintegrated.com/en/design/reference-design-center/systemboard/5985.html

[4]Fry D.Maxim Integrated Tutorial 5353:Calculating Effective Resolution for Data Converters, Maxim Integrated Products[R/OL], http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/TUT5353.pdf