一種高精度傳動帶式電子秤測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高精度傳動帶式電子秤測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在應(yīng)用技術(shù)研究方面，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，電子傳動帶秤逐漸呈現(xiàn)功能多樣化、使用智能化、信息網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，其稱重性能上也趨向于高精度、高速度、高可靠等?，F(xiàn)在，國外著名廠商研制的電子傳動帶秤的控制模塊的具有體積小、功能多、面板簡單、顯示內(nèi)容豐富等特點。例如，西門子妙聲力公司的BW100傳動帶秤體積僅為270_X 138_X 174_，面板上的按鍵數(shù)量也只有四個，但是卻可以通過它們設(shè)置多達60個參數(shù)，實現(xiàn)很多功能。瑞士哈司樂公司VHRS傳動帶秤也僅有五個鍵，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)幾十項功能。國產(chǎn)電子傳動帶秤面板一般有一二十個鍵，每個鍵只實現(xiàn)一個功能，導(dǎo)致了按鍵數(shù)雖多，但實現(xiàn)的功能卻少的多的尷尬局面。例如湖南某廠的WPC-DII傳動帶秤，面板上就有十六個鍵，而實現(xiàn)的功能卻比妙聲力公司的的傳動帶秤少很多。用觸摸屏來實現(xiàn)電子傳動帶秤的人機界面，大大方便了用戶使用。觸摸屏在顯示模擬動畫，趨勢圖，瞬時流量，累積流量，傳動帶轉(zhuǎn)速等的同時，可以讓用戶完成參數(shù)、時間的設(shè)定，具有簡單直觀的特點。美國梅里克公司的MC3和日本的尤尼帕斯公司的F805-BC是最早使用觸摸屏的傳動帶秤。
[0003]電子傳動帶秤性能的提高還表現(xiàn)在不斷增強的網(wǎng)絡(luò)通信功能?，F(xiàn)在大多數(shù)電子傳動帶秤都具有RS-232、RS-485等標(biāo)準接口。通過這些接口，多臺電子傳動帶秤之間可以互相通信，從而實現(xiàn)了對傳動帶秤的集中監(jiān)控或?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。近幾年，研究人員已經(jīng)把以太網(wǎng)技術(shù)引入到電子傳動帶秤中，甚至還有利用GSM/GPRS技術(shù)實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的通信功能。這些更加強了傳動帶秤的通信功能，為其成為重要的管理信息節(jié)點奠定基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，傳動帶秤的開發(fā)人員將許多新技術(shù)(如單片機、PLC等)用于研發(fā)中，并且獲得了令人滿意的成果。為了提高傳動帶秤的各方面性能，昆船電子公司以S7-300PLC為核心開發(fā)了一款傳動帶秤。S7-300是西門子一款高性能的PLC，其本身具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和通信能力，這使得以其開發(fā)的電子傳動帶秤可以很容易實現(xiàn)與其他電子傳動帶秤或上位機間的通信。此外，徐州三原公司也采用PLC作為控制器開發(fā)了一套電子傳動帶秤配料系統(tǒng)SY2000— ZJP。這兩種傳動帶秤對重量信號的采集、處理、顯示以及PID控制都是由PLC完成的。雖然，使用單片機、PLC可以實現(xiàn)電子傳動帶秤的控制、顯示和通信，但二者不是運算處理能力有限，就是通用性不強。因此，要提高傳動帶秤性能，可以從應(yīng)用更高性能的微處理器來開發(fā)電子傳動帶秤為出發(fā)點進行研究。
[0004]在理論研究方面，上世紀60年代，美國的海耶博士在應(yīng)變能法的基礎(chǔ)上建立了傳動帶秤稱重力測量的數(shù)學(xué)模型，該模型分析了傳動帶秤動態(tài)稱重過程中的誤差因素，為傳動帶秤的動態(tài)誤差補償提供了依據(jù)。從1966年開始，飛利浦公司開始研究單雙托輥傳動帶秤的計量性能，他們做了很多實驗，最后得出雙托輥傳動帶秤性能更好的結(jié)論。這個有關(guān)于機械秤托方面的研究成果象征著人們在高精度傳動帶秤托設(shè)計方面又邁上了一個新臺階。在我國，為解決電子傳動帶秤精度低，長期穩(wěn)定性差的難題，南京三埃工控股份有限公司開發(fā)了一套稱為陣列式傳動帶稱重系統(tǒng)的傳動帶秤。其原理是將多個稱重單元順序串聯(lián)安裝在傳動帶輸送機上來組成一個陣列，然后把各單元的檢測值與一個專用的數(shù)學(xué)模型進行對比計算，最后，用二者的差值來修正傳動帶張力對稱重的影響。實驗表明，這種傳動帶秤在單元數(shù)為8的情況下，可將傳動帶張力影響減少百分之九十以上，實物標(biāo)定準確度可以長期穩(wěn)定在0.25%以上水平，實際使用時，也可以保持在0.1%的水平。江蘇賽摩公司根據(jù)“物料砝碼疊加試驗法”研發(fā)了一款傳動帶秤工作過程中可以校準的稱重給煤機。這個給煤機在一條配料用的傳動帶輸送機上布置了三組秤托，其中一組安裝在物料落料點的后方，另外兩組秤托安裝在物料落料點的前方。布置在后方的用于測量皮重，以實現(xiàn)在線調(diào)零功能，布置在前方的用于正常給煤。這種做法有效解決了多年來稱重給煤機使用精度較低的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種高精度電子傳動帶秤測量系統(tǒng)，采用4個測重傳感器組合的方式，利用全懸置式秤的秤托以達到到消除傳動帶側(cè)向推力的作用，并且電路與傳感器相配合，抑制溫度漂移，進而提高了整個測重傳感器的測量精度；對進料速度的控制采取閉環(huán)PI控制，進而對物料重量的高精度測量；系統(tǒng)具有工作性能穩(wěn)定，采樣精度高，測量誤差低等特點。
[0006]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種高精度傳動帶式電子秤測量系統(tǒng)，以微處理器為核心，整個系統(tǒng)包括由測重傳感器及其信號處理電路，測速傳感器及其信號處理電路，微處理器及其最小系統(tǒng)，控制電機以及顯示和人工控制部分；
[0008]電子傳動帶秤采用4個測重傳感器組合的方式，利用全懸置式秤的秤托以達到到消除傳動帶側(cè)向推力的作用，并且電路與傳感器相配合，抑制溫度漂移，進而提高了整個測重傳感器的測量精度；對進料速度的控制采取閉環(huán)PI控制，進而對物料重量的高精度測量;
[0009]測重傳感器主要是把傳動帶上的物料的重量信號轉(zhuǎn)換成電信號，同時信號處理電路將其放大并且轉(zhuǎn)換成微處理器可以處理的數(shù)字信號，它的精度直接決定傳動帶測量系統(tǒng)的精度，本發(fā)明中采用采用4個測重傳感器組合的方法，可以將傳感器的精度在原有基礎(chǔ)上提高一個數(shù)量級。
[0010]測速傳感器可以測量傳動帶的速度，并將響應(yīng)的速度信號傳遞給微處理器，微處理器對速度信號進行處理后，作為計算物料流量的重要數(shù)據(jù)，同時PI計算后，將信號傳遞給電機，控制進料流量。
[0011]微處理器是整個系統(tǒng)的核心部件，存儲系統(tǒng)的控制算法并處理數(shù)據(jù)進行處理。
[0012]測重傳感器利用全懸置式秤的秤托以達到到消除傳動帶側(cè)向推力的作用，秤托由滾珠托起，傳動帶運行過程中出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時，秤托平面以作滾動滑移.達到消除傳動帶側(cè)向推力的作用；由于采用全懸置式專利方式設(shè)計，當(dāng)秤托受到非重力擾動時，可由滑動及全懸置式部分產(chǎn)生相應(yīng)作用消除。
[0013]測重傳感器選擇電阻應(yīng)變式集成傳感器。電阻應(yīng)變式集成傳感器信號處理采用運放ADA4528-1。
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