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安徽科牧自動化裝備科技有限公司
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通用配料系統(tǒng)
一、稱重配料系統(tǒng)形式
稱重配料是工業(yè)生產(chǎn)、精細化工、建材、飼料、冶金等行業(yè)生產(chǎn)工藝中非常重要的一道工序，它的精準與否對整個產(chǎn)品質(zhì)量有著舉足輕重的作用。
以往工廠采用人工的方式進行配料操作，配料工拿到每天的生產(chǎn)作業(yè)表后，首先根據(jù)配料的多少，先計算每種成分的重量，然后按算好的重量在各種成分的料桶中取料，最后送到電子秤上進行稱重配比并且包裝。
這樣的配料方法有幾大缺點：
1、配料工作勞動強度大，很多行業(yè)配料操作對人體危害較大
2、人工出錯率高，難以保證產(chǎn)品品質(zhì)，不能保證生產(chǎn)工藝
3、稱重重量無檢測，生產(chǎn)數(shù)據(jù)無記錄，難以對各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行掌控
4、人工成本高，效率底，管理成本高
對于以上不足，機電一體化自動配料系統(tǒng)的應(yīng)用大大推動了智能工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。自動配料系統(tǒng)形式種類較多，其中有稱重配料儀表控制系統(tǒng)，PLC稱重配料模塊，自制的單片機稱重配料系統(tǒng)，基于PLC控制稱重儀表換算的稱重配料系統(tǒng)。其中基于PLC控制的稱重配料系統(tǒng)是一種非常受用的自動化解決方案之一，接下來我們就來了解下基于PLC控制的自動稱重配料系統(tǒng)。
此自動配料系統(tǒng)是集輸送、計量、配料、定量等功能于一體的動態(tài)計量系統(tǒng)，它在建材、化工、冶金、礦山、玻璃、耐材、電力、食品、飼料等行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。基于PLC的稱重配料系統(tǒng)主要由PLC、稱重控制儀表、秤體、變頻器、電動機、稱重傳感器等構(gòu)成。該類系統(tǒng)由稱重傳感器得到重量信號，稱重控制儀表可以將傳感器信號進行采集并將它轉(zhuǎn)換為其他可傳輸信號，與此同時稱重儀表還可以按需求設(shè)定輸出簡單的開關(guān)信號，被送出的重量及開關(guān)控制信號由PLC編程進行綜合的配料控制并根據(jù)其他設(shè)備進行具體的配料控制執(zhí)行。
下圖是兩種簡單的PLC配料控制原理圖：
二、稱重控制系統(tǒng)接地問題
稱重控制系統(tǒng)中，為了改善惡劣環(huán)境對控制系統(tǒng)控制性能的影響，必須采用各種有效的防范措施提高控制系統(tǒng)運行可靠性。其中就包括了各種“接地”的引用，下面杰曼帶大家共同了解下稱重控制系統(tǒng)中的各種“地”。
“地”分“熱地”、“冷地”、信號“地”、保護“地”： “熱地”是指和交流電網(wǎng)直接或間接相連接的區(qū)域; “冷地” 則是指沒有和電網(wǎng)連接在一起的區(qū)域; 信號“地”又稱參考“地”，就是零電位的參考點，它是構(gòu)成電路信號回路的公共端;保護“地”是在Ⅰ類電器設(shè)備（不能僅僅依靠絕緣來防護的設(shè)備）中為了保護 人員安全而設(shè)置的一種電源接線方式，它的一端接用電器的外殼，另一端與大地作可靠連接。
1、信號“地”又稱參考“地”，就是零電位的參考點，也是構(gòu)成電路信號回路的公共段，圖形符號“⊥”。
1、直流地：直流電路“地”，零電位參考點。
2、交流地：交流電的零線。應(yīng)與地線區(qū)別開。
3、功率地：大電流網(wǎng)絡(luò)器件、功放器件的零電位參考點。
4、模擬地：放大器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器和比較器的零電位參考點。
5、數(shù)字地：也叫邏輯地，是數(shù)字電路的零電位參考點。
6、“熱地”：開關(guān)電源無需使用變壓器，其開關(guān)電路的“地”和市電電網(wǎng)有關(guān)，既所謂的“熱地”，它是帶電的。
7、“冷地”：由于開關(guān)電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離;又由于其反饋電路常用光電耦合、既能傳送反饋信號又將雙方的“地”隔離;所以輸出端的地稱之為“冷地”，它不帶電。圖形符號為“⊥”。
2：傳感器中的“地”
稱重傳感器屏蔽線接地：稱重傳感器傳輸信號時為防止干擾，其金屬彈性體與信號“地”相接，這叫屏蔽接地。
3、區(qū)別一下“熱地”和“冷地”
在輸入的交流電中， 我們一般稱一根為“火”線（相線）， 一根為“零”線（中心線），經(jīng)過橋堆（或二極管）整理后得到直流電。一般以濾波電容的負端為參考電為， 即“熱地”。 此時濾波電容的正端為+300V. 此時， 若以大地為參考“地”電位， 來測量“熱地”， “熱地”上實際是 220V的交流電波形。 因此： 1）， 如果你站在地上， 去接觸“熱地”， 由于在“熱地”和大地之間有220V交流電的電壓差， 你會被電擊。 2）， 如果你站在木制的椅子上（和大地完全隔開）， 去接觸“熱地”， 沒關(guān)系， 你不好被電擊。 你本身跟“熱地”的電位相同。 這跟小鳥站在電線上不會被電擊的道理完全相同。 切記， 在修理“帶電”的機芯時， 一定要使用隔離變壓器（1：1變壓器）。
對比解釋：
“冷地”一般是指可以直接觸摸的“地線”， 其電位和大地的相同。 由于不帶電， 因而成為“冷地”。 這是安全的“地”;
與220V市電完全隔離而且接地（在電連接上可以接地也可以不接地）的電路地線叫“冷地”;冷地是經(jīng)過電容隔離市電，或者用降壓變壓器降壓后整流濾波出來的負極接地，（經(jīng)過變壓器的地是冷地）。
“熱地”是指帶電的“地線”， 決不可直接觸摸， 否則會被電擊;
與220V市電連接而且不接地（無法接地）的電路地線叫做“熱地”; 熱地就是市電直接整流輸出沒有用電容隔離的電源部分的接地，（經(jīng)過整流橋的地是熱地）。
4、不同地線的處理方法
1、數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開; 在高要求電路中，數(shù)字地與模擬地必需分開。即使是對于A/D、D/A轉(zhuǎn)換器同一芯片上兩種“地”也要分開，僅在系統(tǒng)一點上把兩種“地”連接起來。
2、浮地與接地; 系統(tǒng)浮地，是將系統(tǒng)電路的各部分的地線浮置起來，不與大地相連。這種接法，有一定抗干擾能力。但系統(tǒng)與地的絕緣電阻不能小于50MΩ，一旦絕緣性能下降，就會帶來干擾。通常采用系統(tǒng)浮地，機殼接地，可使抗干擾能力增強，安全可靠。
3、一點接地; 在低頻電路中，布線和元件之間不會產(chǎn)生太大影響。通常頻率小于1MHz的電路，采用一點接地。
4、多點接地。 在高頻電路中，寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大于10MHz的電路，采用多點接地。
三、稱重傳感器的機械安裝問題
稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。在傳感器的安裝使用過程中，傳感器所處的工作環(huán)境，傳感器的安裝方式以及傳感器的最大載重等都將關(guān)系到傳感器乃至整個衡器能否正常工作以及它的安全和使用壽命。以下是稱重傳感器機械安裝過程中的注意要點
1、安裝稱重傳感器的底座安裝面應(yīng)平整、清潔，無任何油膜，膠膜等雜物存在。安裝底座本身應(yīng)有足夠的強度和剛性，一般要求高于傳感器本身的強度和剛度。
2、 稱重傳感器要輕拿輕放，尤其是彈性體材料為鋁合金的小量程傳感器，任何沖擊、跌落，對其計量性能均可能造成不可挽回的損害。對于大容量的稱重傳感器，一般來說，它具有較大的自重，故而要求在搬運、安裝時，盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備（如手拉葫蘆、電動葫蘆等）。
3、每種稱重傳感器的加載方向都是確定的，在傳感器使用時，一定要在此方向上加載負荷。橫向力、附加的彎矩、扭矩力應(yīng)盡量避免。
4、水平調(diào)整：水平調(diào)整有兩個方面的內(nèi)容。一是單只傳感器安裝底座的安裝平面要用水平儀調(diào)整水平，另一方面是指多個傳感器的安裝底座的安裝面要盡量調(diào)整到一個水平面上（用水準儀），尤其是傳感器數(shù)多于三個的稱重系統(tǒng)中，更應(yīng)注意這一點，這樣做的主要目的是為了使各傳感器所承受的負荷基本一致。讓衡器計量更加精準，對傳感器使用也更加安全。
5、稱重傳感器周圍應(yīng)盡量設(shè)置一些“擋板”，甚至用薄金屬板把傳感器罩起來。這樣可防止雜物玷污傳感器及某些可動部分，而這種“沾污”往往會使可動部分運動不爽，而影響稱量精度。
6、盡量采用有自動定位（復(fù)位）作用的結(jié)構(gòu)配件，如球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等。他們可以防止某些橫向力作用在傳感器上。要說明的是：有些橫向力并不是機械安裝引起的，如熱膨脹引起的橫向力，風(fēng)力引起的橫向力，及某些容器類衡器上的攪拌器的振動引起的橫向力即不是機械安裝引起的。
7、某些衡器上有些必須接到秤體上的附件（如容器秤的輸料管道等），我們應(yīng)讓他們在傳感器加載主軸的方向上盡量柔軟一些，以防止他們“吃掉”傳感器的真實負荷合而引起誤差。
8、稱重傳感器雖然有一定的過載能力，但在稱重系統(tǒng)安裝過程中，仍應(yīng)防止傳感器的超載。要注意的是，即使是短時間的超載，也可能會造成傳感器永久損壞。在安裝過程中，若確有必要，可先用一個和傳感器等高度的墊塊代替?zhèn)鞲衅鳎阶詈螅侔褌鞲衅鲹Q上。在正常工作時，傳感器一般均應(yīng)設(shè)置過載保護的機械結(jié)構(gòu)件。
9、系統(tǒng)有無運動不爽現(xiàn)象，可以用以下方法判別。即在秤臺上加或減大約千分之一額定負荷看看稱重顯示儀是否有反映，有反映，說明可動部分未受“沾污”。
10、若用螺桿固定傳感器，要求有一定的緊固力矩，而且螺桿應(yīng)有一定的旋入螺紋深度。一般而言，固定螺桿因采用高強度螺桿。
