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电子皮带秤循环连接码控制系统

来源:北京赛车自动化仪表股份有限公司 编辑:上仪销售网 发布时间:2014-08-21 文章点击数:1885

一、开发背景

随着连续称重皮带秤在码头,电厂, 煤场等重要领域的广泛应用,如何方便快捷地对现场的皮带秤以及仪表参数进行检验和校准成为了皮带秤领域热烈讨论的话题。以往的标定方式都各有缺陷,可能无法适应全面的要求。例如,实物标定比较准确,但是标定需运用实际的称重物体,过程复杂,麻烦。挂码和普通的链码标定,其准确性又受到其本质和原理的影响,和实物差距较大。由此循环链码应运而生。循环链码结合了实物标定与非实物标定的优势,利用链码标定,但是链码跟随皮带一起移动,循而往复地运动,保证了运动状态和原理与实物标定极其相似,又省去了实物标定所带来的麻烦与不便,并且具有自动化的控制系统,能方便快捷地进入或退出标定状态。循环链码已得到国家有关部门的认可,成为唯一可以取代实物标定的一种标定手段。

二、循环链码的工作原理

动态循环链码校验装置安装在电子皮带秤的现。?挥诘缱悠ご?拥某犹宕,在皮带输送机的上方,装置能在皮带输送机空载运转时,通过电动的推杆将链码自动平稳地放在电子皮带秤秤体上方的皮带上。动态循环链码校验装置其自身没有动力设备,通过皮带输送机的皮带拖动链码,实现周而复始的循环运行,满足了模拟输送物料的状态,以完成对电子皮带秤精确度的动态校验。

装置的组成:

循环链码装置主要由机架,校验显示仪表(触摸屏),标准链码,电控(PLC等)系统,升降系统(电动推杆)等组成。 如图1.1所示。


图上一共分为两层结构,下层就是输送物料的电子皮带秤秤架,而上层便是用来做虚拟载荷校验的循环链码装置。用的时候可以放下,实际输送物料的时候可以提起,相当的方便。

动态循环链码校验装置是通过皮带上所运载的单位长度的标准砝码重量q(单位:公斤/米)与链码运行的速度V(单位:米/秒)经过计算来得到标定周期内的理论累计量的,并与被校验的皮带秤的实际累积量进行比较,从而计算出其相对误差,以此决定是否对其进行修正。

其中动态循环链码校验装置自身不带测速装置,这是因为链码是由皮带传输机上的皮带带动的,其传输速度应该和皮带输送机的速度相一致,所以循环链码运行时的速度V可以由电子皮带秤的测速装置来提供。

当校验开始时, 用户通过触摸屏向它所连接的PLC发出命令,控制皮带秤上方的抓码松开以及链码的降下,当链码下降到位后,可以直接通过触摸屏进入标定画面,在得到理论累积量后如需要修正,则PLC将通过MODBUS协议与电子皮带秤的仪表进行通讯,修改皮带秤积算器内部的数据。PLC的程序中应用了STEP-7自带的MODBUS通讯模块。当标定结束,继续通过触摸屏控制链码上升以及抓码抓紧。

三、主要研究内容及技术路线

1、项目设计目标

本项目的设计目标是为北京赛车自动化仪表股份有限公司的称重公司电子皮带秤开发一套自己的动态链码循环校验装置,并使其可以用触摸屏进行远端控制,简化流程,方便实用。

对于循环校验装置控制机构,我们拟采用西门子的S7-200,作为西门子系列的小型PLC,它触点个数适宜,功能较为强大,程序模块比较全面,对于本项目而言是最为经济实惠的。

我们选择了威纶公司的MT506触摸屏作为用户的操作环境,用户可以方便快捷的观察PLC各触点的状态,对参数进行实时修改,并控制循环链码装置进行标定动作。

对皮带秤进行积算的二次仪表,我们采用自仪技术中心,自行开发设计的积算器ICS465C,并在此基础上为积算器的软件添加了与PLC通信的MODBUS协议部分的功能,使其可以通过我们自己制定的协议与PLC交换数据。MODBUS协议是广泛应用于工业现场的通讯协议,采用该协议有较好的泛用性,且可以使用西门子公司提供的PLC的MODBUS协议模块,是通信程序的编写更为简洁。

2、本项目设计方案的要点

动态循环链码校验装置自身不带测速装置以及传动装置,节约成本,与ICS495C积算器通讯得到数据,在触摸屏上显示。(启动标定和停止标定信号可由触摸屏控制)。

链码装置的标定周期由积算器控制。

(3)ICS465C积算器输出计数脉冲可通过PLC改变其脉冲宽度以便与 DCS系统连接。

(4)在动态循环链码校验装置上安装抓码装置,所谓抓码装置就是当标定结束后,动态循环链码校验装置通过电动推杆将链码提起,由于链码的自身较重,电动推杆将长期处在高负荷状态,安装抓码装置辅助进行第二次提升,可减轻电动推杆运行的负荷。

3、循环链码控制系统的框图简介。


上图为循环链码控制系统的大略,简述了整个系统的结构,其中抓码提升装置,链码提升装置等循环链码的控制装置是通过PLC进行控制的,也就是所谓的链码控制柜。

四、具体功能简介

循环链码控制系统功能有:

1、通过触摸屏控制PLC触点,实现将链码收放到皮带上的功能。

2、可以实时监控皮带秤的总计量,小计量,皮带速度,瞬时流量,线密度等参数。

3、可以根据给定的圈脉冲,米脉冲和线密度,自动计算出理论标定值。

4、可以通过触摸屏开启标定功能,对皮带秤进行标定,实时显示标定中的标定值以及百分比,标定值也会实时与理论值进行比较,计算并显示出实时误差。

5、标定结束后,如标定值与理论值相差甚远,可以将理论系数通过触摸屏写回皮带秤二次仪表,达到标定的目的。

五、触摸屏控制收放码流程介绍

在开始进行循环链码校验前,必须把链码通过电机控制使循环链码到达标定位置。同样的,当结束链码标定时,需要将链码升起,恢复到最初状态,才可进行正常运行。这个控制过程是通过触摸屏控制PLC实现的。

1、放码:

(1)抓码降:将抓码降下,作为第一次下降,在到达抓码下限位的触点时,抓码电机停止。

(2)抓码放:当抓码下降到位后,控制电机使抓码旋转,松开链码,以便使链码进行第二阶段的下降,当抓码旋转到90度限位,则旋转电机停止。

(3)抓码升:在抓码将链码松开后,控制电机使抓码上升,直至抓码上限位的触点,抓码提升电机停止。

(4)链码降:控制链码提升装置进行第二次下降,与皮带相接触,并在皮带的带动下周而复始的运动,当链码下降到链码下限位时,链码提升装置停止,此时,即可进行链码标定。

2、收码:

收码的流程为:链码升——》抓码降——》抓码抓——》抓码升具体操作与放码基本类似,这里就不累赘的一一详述。

六、界面介绍

七、标定具体流程 

4.1链码部分

当需要把循环链码放到输送机皮带上时,先操作提升机下降,到位后,抓码头旋转90度放码并再次提升到高限位。然后把循环链码继续降落至皮带机上。

当校验结束后,需要收起循环链码。首先将抓码下降到低限位,循环链码升起,到位后,抓码头旋转90度抓码,再启动提升机上升,抓码头上行即实现第二次提升。循环链码升降系统操作说明:

4.1.1放码过程:

校验开始前

1)操作[Descend]按钮,提升机下降到位后自动停止,[Descend]按钮旁的红灯亮起表示操作完成,实现第一次放码。如图5.2.1所示


2)操作[Grasp Drop]按钮,抓码头旋转90度至空挡位置,为第二次放码作准备;按钮旁的红灯亮起表示操作完成

3)操作[ascend]按钮,抓码头上升退回原位等待下一次调用;按钮旁的红灯亮起表示操作完成

4)操作[Cham Down]按钮,主提升机构下降到位后自动停止,链码落到输送皮带上,完成第二次放码过程;按钮旁的红灯亮起表示操作完成

循环链码放下后,检查各部分位置合适后,可进行校验;

4.1.2收码过程:

校验结束后

1)操作[Cham Up]按钮,主提升机构上升到位后自动停止,实现第一次提升;按钮旁的红灯亮起表示操作完成

2)若抓码机在链码上方,应先操作 [Descend]按钮,使抓码机从上方下降到链码下方;按钮旁的红灯亮起表示操作完成

3)操作[Gmsp on] 按钮,抓码头旋转,循环链码进入抓码机;按钮旁的红灯亮起表示操作完成,按钮旁的红灯亮起表示操作完成

4)操作[ascend]按钮,抓码机拉住链码上升到位后自动停止,完成第二次提升过程。循环链码提升完毕,检查各部分位置合适后,皮带机可进行正常上煤;

4.2 标定部分

4.2.1 首先现场相关的提升机构、抓放码机构、测速机构等机械与电气部分调试正常,循环链码可以正常工作,同时电源已经送至控制柜,电气也调试正常。

4.2.2把控制柜的总电源开关合闸,把各个控制主回路的断路器合闸,把控制回路的断路器合闸,这时仪表、触摸屏、可编程控制器得电,进入待操作状态。

4.2.3触摸屏这时显示主画面,如图 1 所示:


用手点击Cham CTL键,则窗口切换到控制画面。在主画面上如果点击 RUN/CAL键,则窗口会切换到计量标定画面。 

4.2.4进入控制画面,主要是控制循环链码的提升机构及抓放码机构的动作,实现码块的升降。如图2所示:

当皮带输送机已经运行,皮带秤的相关调试参数已经正常,需进行用循环链码标定,则操作触摸屏进入控制画面,根据操作流程,逐步进行操作,控制循环链码下降至皮带上。在按钮旁的红灯亮起后,方能进行下一步操作,RSET键的功能为消除当前按键按下的状态,回复到初始状态,在正常操作中请慎用。当控制柜的急停按钮被按下时,ERROR灯将常亮。

4.2.6这时按RUN/CAL切换键,进入校验标定的画面,如图3所示:

上面则有仪表过来的数据,点击 PAR SET 键, 切换到参数设置画面。在这个画面,可以把循环链码的规格输入 (每米公斤",长度处显示试验长度(用米脉冲和圈脉冲表示),如果从仪表读数据失败,则从此处输入试验长度;输入测速装置的每米脉冲数,然后点击CANCEL 键,返回到标定窗。

4.2.7点击STA Cal键,则皮带秤仪表进入标定累计界面,如图5所示:

在画面下点击START按钮,开始标 定,并随后点击monitor按钮进行监控;注意:必须先点击Start后才能点击 monitor,且在标定结束前,Start按钮以及 monitor按钮必须全部处在激活状态。

触摸屏上也显示链码的标准累计值,当皮带运行到试验长度后,则皮带秤仪表及链码的同步累计都停止,仪表的累计显示与链码的累计的误差也显示在触摸屏上,如果误差在允许范围内,则点击UPDATE NULL退出标定,皮带秤进入正常计量状态,内部参数不改变。如果误差超 差则把链码的标准值输入,点击UPDATE,把链码的标准值送入称重仪表,仪表相关参数改变,达到调校标定皮带秤仪表的目的。

4.2.8重复4.2.4-4.2.7,直至校验结束,点击CANCEL键,退至主界面,并进入控制画面,控制循环链码提升,脱离皮带。

八、 总结

我们北京赛车自动化仪表股份有限公司在经过多方的市场调研,缜密的理论论证并听取了诸多称重领域的专家以及工程师们的意见以后,才确立了循环链码控制系统的开发方案。对于当今码头, 输煤企业等对连续称重设备标定的便捷性与准确性的要求,循环链码越来越成为 电子皮带秤的标配,本项目秉着考虑输煤现场对循环链码普遍需求的设计理念进行开发,相信该项目将配合ICS465C的皮 带秤应用于国内外连续称重现场。

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