基于PLC的自动称重系统

　　粮食物流中“四散”作业(散装、散卸、散储、散运)以及提高粮食出(入)库效率和精度等问题是现代化粮食物流体系建设的关键环节。为适应“四散”作业,越来越多的自动化控制技术应用于大宗散装粮食物流过程中。

　　基于PLC的自动称重系统是由SIMATIC S7-200系列可编程序控制器和SIEMENS触摸屏组成,可实现对大宗散装粮食的自动称重,具有吞吐量大、精确度高、成本低等特点。应用该系统可取代传统作业中“粮食拆包—周转散装车—地中衡计量”等多道环节,提高了生产效率,降低了劳动强度,为实现“四散”作业奠定了基础。

　　1　自动称重系统的组成及工作原理

　　1·1　自动称重系统的组成

　　自动称重系统由喂料机构、称重机构、卸料机构与控制系统组成。喂料机构分为喂料斗和刮料板,2者通过软连接相连。喂料斗用于存储等待称重的物料;刮料板在气缸的作用下推动物料左右移动,实现双工位喂料。称重机构即称量斗,通过称重传感器与机架相连,测量物料重量。卸料机构用来完成每次称重后量斗的卸料过程。

　　1·2　自动称重系统的工作原理

　　该控制系统采用双工位称量结构,吞吐量可达50 t/h,精度高于3‰。工作原理:系统启动并初始化(刮料板位于左称量斗正上方,左右称量斗卸料挡　板关闭)。物料进入喂料机构,通过连接和刮料板进入左称量斗,达到设定量后刮料板在气缸作用下右移,待刮料板到位右称量斗开始喂料;左称量斗采集重量信号Z,打开左挡板卸料,完毕后复位,采集重量信号Z′。右称量斗中物料达到设定量后刮料板在气缸作用下左移,刮料板到位左称量斗喂料(进入下一循环);右称量斗采集重量信号Y,打开右挡板卸料,完毕后复位,采集重量信号Y′。

　　自动称重控制系统的工作原理流程如图1所示。

　　2　控制系统及其硬件设计

　　控制系统由电源单元、PLC中央处理单元以及人机对话单元(包括触摸屏、存储卡和打印机)组成。为使PLC精确采集输入信号和控制输出信号,配有接近开关、称重传感器、放大器和A/D转换模块。系统动力单元由气动系统提供。该系统主要为开关量控制,刮料板以及左右卸料挡板的动作由气缸驱动,气缸通过相应的电磁阀控制

　　为实现控制要求,控制系统主机选用西门子公司的SIMATIC S7-200系列PLC,CPU型号为CPU 226 AC/DC/继电器,提供24个数字量输入和16个数字量输出,用于采集接近开关和面板按钮等输入信号、控制气动系统的电磁阀动作。由于要采集处理8路传感器的模拟量输入信号,故需扩展1个A/D转换模块。触摸屏通过PPI协议和CPU226的扩展通讯口直接通讯,可实现系统过程监控、参数设定、数据存储、打印输出等功能。