电子皮带秤自动配料集散控制系统结构和原理
电子皮带秤自动配料系统的研究与开发
电子皮带秤自动配料系统的研究与开发摘要：19世纪末，新技术发展非常迅速，随着皮带输送系统的出现，批处理系统也如是说。
皮带输送机系统最早的称重原理来自铲斗输送机的连续自动称重装置。
随着传感器技术的飞速发展，批处理系统的发展也十分迅速。
关键词：电子皮带秤；自动配料；系统开发1 引言配料自动控制系统的研究设计对我国经济发展有着很重要的意义，精确的配料技术不仅可以扩大生产量，还可以是生产出来的产品具有很高的质量和性能，经得起市场的考验，使我们的产品在世界经济市场上更具有竞争力。
2 电子皮带秤自动配料系统的研究电子皮带秤自动配料系统可以按照设定配比和流量控制各输入物料的瞬时流量，从而达到控制各种产品的质量和产量的目的，是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。
在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一－定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。
PLC主要承担对输送设备、称量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时变频器输出信号调节皮带机转速的作用。
电子皮带秤自动配料系统的配料秤控制器硬件部分主要有单片机、荷重传感器、皮带走速测量、A/D转换器、D/A转换器、键盘扫描电路、显示电路等组成，系统硬件组成框架如图1所示。
图1 系统硬件组成框架图每一个皮带秤系统的精确度和可靠性都很高，这些系统的实施和安装可以达到整个系统所确定的性能和工作精确度，以优化系统的最大性能。
但若要皮带秤系统的最高性能得到最佳发挥，则必须强调它的工作性能和环境。
鉴于卸煤线作业的条件相对恶劣，有必要对其作业和环境进行仔细研究，并设法克服这些困难，解决实地工作环境的问题，为使用皮带秤系统工作创造有利条件。
－一个完整的皮带配料自动称重系统主要由配料电子皮带秤、仪表控制柜、动力控制柜、低压开关柜、变频器柜、现场操作盘、工业控制微型计算机、及监控管理软件几部分组成，如图2所示。
电子皮带秤工作原理
电子皮带秤工作原理电子皮带秤是一种用于连续称重的设备，广泛应用于物料输送系统中。
它能够精确测量物料在输送过程中的重量，并通过传感器将数据传输到控制系统，实现自动化控制和数据记录。
下面将详细介绍电子皮带秤的工作原理。
1. 传感器电子皮带秤的核心部件是传感器，它通常采用压力传感器或称重传感器。
传感器安装在皮带秤的支撑架上，用于感知物料通过皮带秤时对称重装置的压力或重量。
2. 称重装置电子皮带秤的称重装置位于物料输送系统的皮带上方。
它由称重传感器、支撑架和皮带秤的构架组成。
当物料通过皮带秤时，其重量会通过称重传感器传递给控制系统。
3. 控制系统电子皮带秤的控制系统用于接收和处理传感器传输的重量数据，并根据需要进行相应的控制操作。
控制系统通常由计算机、PLC（可编程逻辑控制器）或其他控制设备组成。
4. 数据处理和显示电子皮带秤的控制系统可以对传感器传输的重量数据进行处理和分析，包括计算物料的总重量、流量、平均重量等指标。
这些数据可以通过显示屏、打印机或网络传输到其他设备或系统中。
5. 校准和校验为了确保电子皮带秤的准确性和可靠性，需要进行定期的校准和校验。
校准是通过与已知重量进行比较来调整电子皮带秤的测量精度。
校验是通过与其他称重设备进行比对来验证电子皮带秤的准确性。
6. 应用领域电子皮带秤广泛应用于矿山、电力、化工、建材等行业的物料输送系统中。
它可以实现对物料的实时称重和计量，帮助企业掌握生产过程中的物料流量和消耗情况，提高生产效率和质量管理水平。
总结：电子皮带秤是一种用于连续称重的设备，通过传感器感知物料通过皮带秤时的重量，并将数据传输给控制系统进行处理和显示。
它在物料输送系统中的应用广泛，可以实现自动化控制和数据记录，提高生产效率和质量管理水平。
为确保准确性和可靠性，电子皮带秤需要定期进行校准和校验。
第五课 电子皮带秤工作原理和组成
电子皮带秤圆盘给料机结构特点工作原理圆盘给料机为吊装、密闭式。
是一种应用广泛的连续式容积加料设备，主要用于要求减少漏风或扬尘的系统，从而将环境污染减少到最小程度。
其结构主体是绕垂直轴旋转的圆盘。
圆盘中部有一位于接料仓下口而高度可调的下料套筒，利用物料的流动性，物料从下料套筒和圆盘的间隙中漏散出来，并被刮板将物料从圆盘上刮落下来。
喂料量可通过改变下料套筒和圆盘的间隙大小和卸料位置来调整。
设有观察窗口，可随时观测物料的喂送情况及设备的运行情况。
圆盘给料机。
适用于20mm以下粉矿的给料设备。
圆盘给料机是利用物料的流动性，通过转动的圆盘和可调节的刮料板把物料从容器中刮送到受料设备中，圆盘给料机适用于各种非粘性且流动性不是非常好的物料。
圆盘给料机设计紧凑，结构简单，调节方便，使用可靠，维修量小，噪音很低。
电子皮带秤的称重原理通常人们在不同的场合均可以见到各种形式的称重设备，就是人们通常讲的秤。
电子皮带秤就是一种类似皮带运输机的一种设备，但在皮带下面有一个称重传感器，把信号传给单片机，通过单片机处理后以数字形式显示出来，有瞬时流量和累积流量。
皮带机的电机是个变频电机，其上部的圆盘给料机的电机也是个变频电机可通过变频来改变送料速度。
电子皮带秤就是专门针对散装物料的连续称重而设计的。
它也是根据杠杆原理，在连续运行的皮带下面安装杠杆装置，杠杆的承载面则是几个滚筒装置，用来满足皮带在上面走过时减小电子皮带秤专业输送带与承载面的磨擦而造成的称重误差。
同时称重部分采用称重传感器来进行称重。
电子皮带秤专用输送带上面的物料通过杠杆装置的承载面时，会对承载面产生一定的压力，通过杠杆装置将该压力传送到称重传感器，而控制装置将称重传感器感应的重量压力信号进行放大处理后，以数字的方式进行显示。
同时显示的数字信号反馈给其上部的圆盘给料机对其进行控制，使称重电子皮带秤按人们实际要求的喂料量（设定量）自动改变圆盘给料机的速度快慢，对给定喂料量进行跟踪，从而形成皮带上料多时，圆盘给料机速度变慢，料少时速度变快，无料时速度最快，而超载时最慢甚至会停下来的控制特性。
配料称重自动控制系统流程
配料称重自动控制系统流程1. 引言配料称重是工业生产中常见的自动化控制系统之一。
它用于准确地将不同的原料按照一定比例混合，以满足产品的质量和工艺要求。
配料称重自动控制系统能够提高生产效率和产品质量的一致性，降低人为操作的误差和劳动强度。
本文将介绍配料称重自动控制系统的流程，包括系统的组成、工作原理和运行流程等。
2. 系统组成配料称重自动控制系统主要由以下几部分组成：2.1 称重传感器称重传感器是整个系统的核心部件，用于测量原料的重量。
常见的称重传感器包括电子称、压力传感器等。
传感器将测量到的重量信号转化为电信号，并传送给控制器进行处理。
2.2 控制器控制器是系统的控制中枢，负责接收传感器传来的信号，并根据预设的配比要求进行计算和控制。
控制器通常由专用的控制器硬件和相应的控制算法组成，可以实现自动化的配料称重控制。
2.3 操作界面操作界面是人机交互的接口，用于设置配比要求、监测系统状态和进行系统操作。
操作界面通常是基于计算机的图形化界面，提供直观友好的操作方式。
2.4 控制执行机构控制执行机构负责根据控制信号调节原料的出料量，以实现预设的配比要求。
常见的控制执行机构包括电动阀门、螺杆输送机等。
3. 工作原理配料称重自动控制系统的工作原理如下：3.1 数据采集系统首先通过称重传感器采集原料的重量信号。
传感器将信号转化为电信号，并传送给控制器进行处理。
3.2 配比计算控制器根据预设的配比要求，对不同原料的重量信号进行计算和比较。
根据计算结果，控制器生成相应的控制信号。
3.3 控制执行控制信号被传送到控制执行机构，控制执行机构根据信号的大小调节原料的出料量。
控制执行机构可以调节电动阀门的开关状态或螺杆输送机的转速等。
3.4 过程监控与反馈在控制执行的过程中，系统会不断地采集和监测原料的重量变化。
控制器通过与预设的控制策略进行比较和分析，判断系统的工作状态是否正常。
如果系统发生异常，控制器会及时发出报警信号，提醒操作员进行处理。
设计举例：皮带配料秤单片机控制系统-PPT资料
6.3.3 总体设计方案
皮带配料秤控制系统的总体设计思想为：皮带输送机投入运 行前，输送皮带上物料流量的设定值由操作人员在键盘上设定。
系统投入正常运行后，单片机采样皮带荷重信号(通过 ADC0809)和走速信号(T法测速)，将皮带走速信号V(t)与皮带单 位长度上的瞬时重量P(t)相乘即可计算出皮带上物料的瞬间流量 F(t)。瞬间流量可通过6个七段数码管显示出来，为操作人员提 供工艺数据参考。
硬件设计部分的设计分为以下几部分： (1) 单片机8031系统的设计。 (2) A/D转换接口的扩展。 (3) 显示接口的扩展。 (4) D/A转换接口的扩展。 (5) 检测元件的选择。 (6) 键盘接口的扩展。
软件部分的设计主要是针对键的扫描，对数据进 行采集并处理，计算出瞬时流量，再进行PID调节， 控制可控硅的导通角，从而控制滑差电机的转速。可 分为以下几个模块：
8031系统再将流量实际值与其设定值进行比较，经增量PID 调节运算后计算出控制量Vi，通过DAC0832转换为电流输出信号 (4～20 mA)，而后经放大去控制可控硅的导通角，实现调节滑差 电机电磁离合器励磁电流的功能，从而调节执行机构滑差电机的 转速，使输送皮带上的物料流量尽可能稳定在设定值附近，并具 有良好的静态指标和动态性能。
ADC0809的工作过程如下： (1) 置P2.7为0，选中ADC0809。 (2) 再用输出指令启动A/D转换开始(WR＝0)。 (3) 判断EOC(转换结束标记)是否为1，若为1，则 转换结束。 (4) 转换结束后，用读信号(RD＝0)控制三态门(在 ADC0809内部)，将转换结果读入8031，存入相应数据 缓冲区。
荷重传感器全桥输出原理图如图6-43所示。
4．皮带走速的测量
电子皮带秤在自动配料控制系统中的应用
仪表。仪表因 自身的局 限性 ， 决定其不能有很好 的可操 作性 、 联动性 、 友好 界面 、 数据报 表管理 等 ， 以在 配料 系 所 统 中的主机 一般都使 用工 业控制 计算 机 。现在也 还有 采 用计算 机管理 、 仪表 计量 控制 的集 散模 式 ， 从市 场发展 但 趋势来 看 ， 由计 算 机结 合 ＰＥ的计 量控 制模 式 能更 好地 Ｉ 满足 市场 的需要 。图 ３为计算 机结合 ＰＥ的皮带秤 计量 Ｉ 配料控 制 系统 流程 图 ： 其 设 动控 及 态 测 它 备行 制 状 检 ＜
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（ 南京 市计量监督检测院 ， 江苏 南京 ２０ ３） １０ ７
摘
要： 本文介绍 了电子皮带秤在 自动配料控制系统中的应用 。
关键词 ： 皮带秤； 配料 ； 计算机控制
皮带 运输机 是一 种应 用非 常广泛 的散状 物料运 输机 械 ， 为其 配套 的计 量装 置— — 电子 皮 带秤 的发展 也 是 作 日新 月异 。皮带 秤 的结构 简析 ： 杠杆秤 架结 构简单 ， 单 成 本低 ， 于计量精 度要 求不 高 的场 合 ； 杠杆秤 架 的结 构 用 双 较 复杂 ， 本较 高 ， 成 但计 量精 度较 高 ， 稳定 性较好 ， 对安 装 环境 的要求 较低 ； 全悬 浮 式 秤架 结 构 的 复杂 程 度介 于 前 两种 之间 ， 感器 使用 多 ， 量精度 较高 ， 传 计 性能较 稳定 ， 但 安装 时对 于传 感 器 的平衡 受 力 要 求较 高 ， 适 于安 装 在 不 角度过大的场合。整机皮带秤一般采用双杠杆结构 ， 集 计量运输为一体 ， 是具有较高效率、 较高计量精度和稳定 性 的皮带秤 。 皮 带秤在 自动 配 料控 制 系 统 中 的应 用 ： 电子 皮 带秤 具有动态计量精度较高、 性能稳定、 运输高效的优点 。以 前 的配 料 系统 采用 静态 配料 ， 静态 配料 系统 因效 率低 ， 但 不能满 足高效 率配 料 的要 求 。随着对 动态 配料精度 和效 率的要求 不 断提高 ， 带秤 在 配 料方 面 的应用 也 越来 越 皮 广泛 ， 工艺基 本 如 图 １ 其 和图 ２ ：
电子皮带秤系统的工作原理
电子皮带秤系统的工作原理电子皮带秤系统是一种用于测量和监控物料输送过程中的重量的设备。
它广泛应用于煤矿、电厂、化工厂、港口等行业，可以实时准确地测量物料的重量，确保物料输送过程的稳定性和安全性。
一、传感器部分电子皮带秤系统的核心是传感器，它负责测量物料的重量。
传感器通常采用压力式传感器或称重传感器。
压力式传感器是将物料的重量转化为压力信号，再通过电子设备进行处理和显示。
称重传感器则是直接测量物料的重量，并将其转化为电信号。
二、控制部分电子皮带秤系统的控制部分主要由微处理器、显示屏和控制面板组成。
微处理器负责接收传感器传来的电信号，并进行数据处理和计算，然后将结果显示在显示屏上。
控制面板上通常设有一些按键和指示灯，用于设置和调整系统参数。
三、信号传输部分电子皮带秤系统需要将测量的重量信号传输给中央控制室或其他需要监控的地方。
通常采用有线或无线方式进行信号传输。
有线传输方式可以通过电缆将信号传输到中央控制室，无线传输方式可以通过无线网络将信号传输到远程监控终端。
四、工作原理电子皮带秤系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 传感器测量当物料从皮带上经过时，传感器会感知到物料的重量，并将其转化为电信号。
传感器的精度和灵敏度对于系统的准确性非常重要。
2. 信号处理传感器传来的电信号会经过微处理器进行处理和计算。
微处理器会根据预设的参数和算法，将电信号转化为物料的实际重量，并进行校准和修正。
3. 数据显示微处理器将计算得到的物料重量结果显示在显示屏上。
显示屏通常会显示当前的物料重量、累计的物料重量、速度等信息。
操作员可以通过观察显示屏上的数据，实时监控物料的输送情况。
4. 数据传输电子皮带秤系统通常需要将测量的重量数据传输给中央控制室或其他监控终端。
通过有线或无线方式，将数据传输给监控系统，以便进行数据分析、报表生成和远程监控。
五、优势和应用电子皮带秤系统相比传统的机械皮带秤具有以下优势：1. 高精度：电子皮带秤系统采用先进的传感器和数据处理技术，可以实现高精度的重量测量，提高了测量的准确性。
自动配料控制系统的工作原理
自动配料控制系统一：系统概述：本系统适用于粉状、颗粒状物料（如耐火材料、水泥、粉煤灰和煤粉等）的输送、计量和配料。
它是以称重配料小车、螺旋、皮带为物料的输送工具，同时进行动态称重和配料控制的成套自动化设备。
系统电气控制部分采用西门子PLC，根据客户生产要求编程控制。
使用组态监控系统作为人机操作控制界面，完成各种配方输入和动作命令的控制。
根据生产工艺要求，通过人机组态监控系统和PLC程序对加载到称重配料车的物料进行重量、流量的控制，从而实现精确计量和配料。
作为动态连续计量、配料的整机式自动化控制装置，本系统还可为各种工业现场的生产控制、管理提供准确的计量数据和控制手段。
系统计量精度符合国家技术监督检定规程电子料斗秤标准。
生产过程中它可以按工艺流程要求，根据预定配方，对多种物料按固定比例重量值将物料加入称重料斗内，当显示的称量值达到预设数值时（即完成每一种物料的称重计量），再按照卸料程序将物料一次或分步多次卸入指定混合设备进行混合，以备成型或散料包装。
该微机自控系统具有设备全自动控制功能和称重数据管理功能，可以记录、打印配料数据。
二、系统特点本系统可应用于耐火材料、碳素、玻璃、陶瓷、食品、冶金、化工等工业领域，适合于物料的连续计量和生产过程中的配料作业。
使用本系统可有效提高配料精度，提升产品质量，大大降低工人劳动强度，提高工作效率，改善工作环境。
基本做到配料车间微尘化、配料工作无人化，降低企业生产成本和管理强度，提升企业生产装备技术水平和产品的科技含量。
ü灵活的配料方式ü方便的远程监控ü简单的现场操作ü成熟的行业应用三、系统设计原则系统在系统设计、设备选型和实施过程中遵循以下原则：n技术成熟：成熟的控制技术是系统稳定运行的保证，设计中要尽可能使用经过实践验证的控制技术。
n通用性：在选型过程中充分考虑设备使用维护及备件购买的方便性，在满足设计要求的情况下尽可能选择通用电气产品。
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•电子皮带秤自动配料集散控制系统结构和
原理
1 概述
随着科学技术的日新月异，生产规模的扩大，工业生产过程自动控制程度也越来越高、手段也越来越先进，原有的生产配料装置远不能满足当前高度自动化的需要。
减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染，提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大问题。
电子皮带配料系统是一种集散控制系统。
它集计算机管理技术、过程控制技术、网络通讯技术自动控制技术计量技术新传感器技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活组态方便。
2自动配料系统
2.1 系统结构组成(以某钢厂7 台自动配料秤为例)
电子皮带秤（自动将皮带输送机上流过的散装物料进行连续累计的一种装置）自动配料系统主要由以下几部分组成：7 台储料仓、7 台圆盘给料机、7台自动皮带输送机（内嵌电子皮带秤、7台现场操作、1 台仪表控制柜（内嵌XK3210P型电脑积算仪和AI 型智能调节器等）、
1 台动力控制柜（内含PLC等）、1 台低压开关柜、
2 台变频器柜（内含7 台变频器）、1
台工业控制微型计算机及组态软件。
主要参数：
（1 ）圆盘给料机
电机型号为YSP160Mz- 4，功率11Kw，转速1140rpm，AC380V，50Hz。
（2 ）电子配料皮带秤
皮带宽度：1000mm；速度：0.5m/s；生产能力：110t/h （ 5 台），75t/h （2台）。
系统结构简图如图 1 所示。
2.2 系统工作原理
2.2.1 比例调节（下料闭环控制）原理闭环控制过程主要是通过电子皮带秤对圆盘给料机输送的物料进行计量，由电脑积算仪接收称重信号和速度信号，经处理后转化为累计值和瞬时流量，并将累计、瞬时流量信号由RS- 485口传送给工业控制机（上位机）、并以4~20mA模拟电流信号传送给AI 调节器，AI 调节器将该信号与内部设定值进行比较运算后，输出 4 20mA 的模拟信号送给变频器，再由变频器去调节圆盘给料机的转速，当流量增大时，降低圆盘给料机的转速，反之提高圆盘给料机的转速，从而使得物料的流量和阶段累计量均保持在设定的范围内，进而得到可靠的产品质量。
闭环控制系统结构框图如图 2 所示
2.2.2 系统工作原理
（1 ）集中监视、控制管理
工控机作为上位机，通过RS485 总线接口与电脑积算仪和人工智能调节器进行双向通讯，并通过RS232 接口与动力控制柜中的PLC进行双向通讯，并对整个生产过程进行监视，构成完整的配料系统。
根据生产工艺过程的需要，用户可在工控机端设定参数、启停设备，并对整个配料系统进行管理和控制，打印报表。
同时工控机还留有一个RS485 双向通讯接口，以备与其他工控机通讯。
（2 ）分散控制
脱离工控机，根据生产工艺过程的要求，直接向电脑积算仪和人工智能调节器输入参数，启动动力控制柜面板上的按钮即可进行系统自动工作；也可直接采取手动方式（就地或远程操作）使系统进行工作。
2.3 系统性能特点
2.3.1 系统的可靠性高
采用集散控制可使系统进行如下工作：手动工作；就地工作；脱离工控机后在智能控制仪表的支持下自动工作；上位机控制自动工作及由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动工作，从而大大提高系统的可靠性。
2.3.2 产品的质量和生产效益好
生产过程中，根据生产过程的特点及工艺要求，通过自动控制系统和自动计量设备，可保证每种物料均在较高精度下进行运行（单机精度可达0.5% ），进而保证混合物料的精度（系统精度可达 1.0% ），从而保证产品的质量，增加生产效益。
2.3.3 生产过程的处理能力强
根据生产过程的需要，在工控机内修改相应参数，即可满足不同工矿的需要，使系统适应生产过程的能力大大提高。
2.3.4 节约能源
系统动力部分的电机功率有11Kw×7=77Kw（以7 台11Kw电机计算），采用变频器进行控制，功率大约为40Kw左右，大大节约能源。
2.3.5 工作效率和生产管理水平高
由于采用自动化生产过程控制，不仅改变以前半工半机的工作方式，而且能对生产过程中的每一环节进行监控和控制，可减少现场操作人员的数量。
同时由于全面实现自动化，有助于生产管理人员进行生产数据分析和趋势预测，从而大大提高工作效率和生产管理水平。
2.3.6 优化环境
系统采用变频控制，大大降低环境的噪声污染、减少动力启动对电网的冲击，整个设备采用全密封结构，大大减少粉尘对生产环境的污染。
2.4 软件
2.4.1 上位机单元
上位机采用研华工控机，21" 显示器，CPU接口卡PCA- 6179L和多端口通讯板PCL- 746+。
2.4.2 控制软件
采用北京亚控组态软件，它能与电脑积算仪和AI 智能调节器进行通讯：读取数据，发送数据；并与PLC进行通讯：读取I/O状态，发送I/O指令；具有报警、故障查询及打印功能；动态画面真实反映实时状态；工程设定及配方输入多样化，适应工况能力较强；软件设有不同的
访问权限，可让不同权限的人员操作不同的内容。
运行系统主画面如图 3 所示。
2.4.3 控制软件的功能及特点
（1）决策调度全厂生产过程；
（2）集成全部过程控制系统；
（3）综合支持管理信息系统；
（4）整个生产过程的自动监控，如设备运行状态、故障状态、历史趋势；
（5）整个生产设备的启停顺序和连锁控制；
（6）各种物料的自动计量；
（7）生产工矿中各种物料配比自动调节；
（8）报表编制及打印功能。
3 结束语
通过用户多年现场的使用情况来看，系统的可靠性好、操作简单、维护方便、精度高，不但保证了产品的质量和产量，同时又克服了环境污染问题，为企业创造良好的经济效益。
该系统可推广应用于对多种散装物料按预定的配比进行自动连续的流量控制的场合，例如冶金、建材、化工、制药等行业的散状物料配料的工艺控制。