专利名称：双轨自动称量控制皮带称的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生产线上对物料进行连续、精确、自动称量的通用型皮带秤。
现代矿山、冶金、化工和烟草等行业中，在物料输送生产过程中需要在保证物料连续输送的前提下，自动称量输送物料的累计重量。目前，除静态累积计量外，尚有连续流动物料的常用的积分式动态称。现基于这一过程均采用动态皮带秤，它采用动态积分的称量原理实现动态称量。但这种皮带秤由于受到称量原理的限制，故多存在以下问题一是精度较低，最高只能达到5/1000；二是对于物料的要求比较高，物料越不均匀，误差越大；三是各种动态皮带秤均有专用限制，如烟草行业的皮带称就不能应用到矿山行业中；四是现在动态皮带秤采用的是单片机或PLC为控制方式，没有网络传输功能，给数据分析、处理和生产管理都带来不便，已不能满足现代企业的信息化管理的需求；五是其扩展性较差，升级换代困难。
本实用新型的目的是要提供一种能克服上述缺点的双轨自动称量控制皮带秤，它能有效地提高物料称量精度，使称量精度高达1/1000；提供网络传输功能；并且具备很高的通用性以适应复杂多变的现场工况和用户要求。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现双轨自动称量控制皮带秤由控制柜、信号采集箱、输送装置、传输皮带一、传输皮带二组成。在传输皮带一下安装有4个压力式传感器和一个电机传动装置；在传输皮带二下同样安装有4个压力式传感器和一个电机传动装置。分料装置上安装有一个电磁阀，它可以控制物料的落料方向。控制柜按照严密的时序逻辑配合完成连续物料的定向分配和交替输送，实现物料的动态传输和静态称量，传感器信号经信号采集箱采集经A/D转换后以通讯方式传到控制柜，控制柜并可提供网络接口，完成数据向上位微机的传送。至此构成了双轨自动称量控制系统。
本实用新型同已有技术相比具有如下优点1、高精度称量，因精度只和传感器精度、A/D转换精度有关，所以称量系统精度达到1/1000；2、采用压力传感器直接进行称量，不受物料大小、均匀等限制，在任何行业都可运用；3、传感器信号采集后在信号采集箱内即完成A/D转换，再通过总线方式送至工控机，避免了传感器信号在传输线上的损耗和干扰；4、采用工业计算机作为主控机，它在数据管理、人机界面、显示屏幕、软硬件支持、内存容量、运行速度、功能扩展等方面都大大优于PLC或单片机控制方式，并且还可提供通讯接口，连接网络；5、体系结构上采用模块化联结，各功能模块之间仅通过现场总线方式相连，这大大提高了本装置的通用性，可根据用户的需要方便地扩展和升级。
本实用新型的
图1、本实用新型的结构配置示意图；图2、本实用新型的电路框图；图3、本实用新型的信号采集电路图；图4、本实用新型的电机控制与检测电路图；图5、本实用新型的电机控制电路图；图6、本实用新型的控制柜外部正视图；图7、本实用新型的传输皮带下传感器安装示意图
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
附图1至附图7中A物料输送装置；B信号采集箱；C控制柜；D上位微机；3分料装置；4传输皮带一(内含传感装置)；5传输皮带二(内含传感装置)；6一体化工控机，它把主机、显示器、键盘、软驱等全部组合为一体；7I/O板；8通讯转换模块I-7520；9直流电源组；10继电器组；11交流接触器组；12压力式传感器组(4个)，安装在传输皮带一下；13传输皮带一的电机；
14压力式传感器组(4个)，安装在传输皮带二下；15传输皮带二的电机；16电磁阀；17A/D模块I-7018，在信号采集箱内；W0-W78个压力传感器；P0-P7开关电源，分别为8个传感器提供电源，8V；P8开关电源，为I-7520、I-7018提供电源，24V；PCL-72424位I/O板；PCLD7216固态继电器的载板；I-70188通道A/D转换模块；I-7520RS-485/RS-232转换模块；S1-S5交流输入固态继电器；S6-S10交流输出固态继电器；C1-C7交流接触器；Q1-Q4空气开关；M1-M33个电机；AA1、BB1、CC1、G接线端子，接直通交流380V电源；AA2、BB2、CC2、G接线端子，接连动交流380V电源；L、N接线端子，接交流220V电源；如附图1所示本实用新型由物料输送装置[A]、传输皮带(内含传感装置)、信号采集箱[B]、控制柜[C]组成，根据用户需求，可另外配备上位微机[D]，实现数据的远程管理。
物料输送装置[A]是由两个传输皮带和一个分料装置组成。它按照严密的时序逻辑配合完成连续物料的定向分配和交替输送。两个输送皮带均配有静态精度高达万分之二的均衡式传感器，既可双轨交替运行作高精度静态称量，又可任一单轨独立完成连续称量，并将称量信号直接送至信号采集箱A/D转换模块，大大提高了称量装置的精度和运行可靠性。
信号采集箱[B]负责把八个传感器信号(0-15mv)进行A/D转换，以避免传感器信号在传输线上损耗和干扰，然后通过RS-485通讯将16位数字信号传送给控制柜处理。
控制柜[C]是一套完整的电机时序控制和传感器信号采集系统，它以工业控制机(IPC)为核心，完成物料的称量转换、双轨皮带与导向皮带的综合控制，并负责数据向机房上位微机[D]的传送。
如附图2所示本实用新型工作时，工控机按照严密的时序逻辑配合完成连续物料的定向分配和交替输送，实现物料的动态传输和静态称量。它通过I/O板[7]输出电机控制信号，再通过继电器组[10]，交流接触器组[11]来控制电机[13]、电机[15]、电磁阀[16]的运行。当传输皮带一[4]或传输皮带二[5]静止时，由压力式传感器组[12]或压力式传感器组[14]采集重量信号送至信号采集箱[B]的A/D模块[17]，再通过现场总线方式将重量信号发送至控制柜[C]的通讯转换模块[8]，再由工控机[6]直接接收。
具体工作流程如下1.生产流水线上的物料落入分料装置[3]，电磁阀[16]动作，分料装置[3]向传输皮带二[5]落料，电机[15]运转，传输皮带二[5]向前运行，实现物料的连续输送；电机[13]停止，传输皮带一[4]停止运行，传输皮带一[4]上安装的传感器组[12]的信号送至信号采集箱[B]的A/D模块[17]，再通过现场总线方式将重量信号发送至控制柜[C]的通讯转换模块[8]，再由工控机[6]直接接收。
2.传输皮带一[4]称量完毕后，电磁阀停止动作，分料装置向传输皮带一[4]落料，电机[13]运转，传输皮带一[4]向前运行；电机[15]停止，传输皮带二[5]停止运行，传输皮带二[5]上安装的传感器组[14]的信号送至信号采集箱[B]的A/D模块[17]，再通过现场总线方式将重量信号发送至控制柜[C]的通讯转换模块[8]，再由工控机[6]直接接收。
3.传输皮带二[5]称量完毕后，再转向步骤1，如此反复循环；附图3为本实用新型信号采集电路，两个传感器组共有八个压力传感器[12]、[14]，分别在静态时将传输皮带一[4]、传输皮带二[5]上称得的物料重量转变为电信号，传感器输出信号为0～15mV，由I-7018[17](八通道模拟量A/D转换模块)转换为数字信号后采用RS-485通讯方式将信号送回控制柜，再经过I-7520[8](RS-485/RS-232转换模块)转换后直接接入工控机。
附图4、5中PCL-724插在一体化工控机内，它有8路输入、8路输出，4路输出至PCLD-7216B板上，板上的固态继电器PCLM-OAC5A(交流输出型)驱动交流接触器控制电机，电机采用空气开关进行缺相、短路等保护。
三个电机的运行状态随时反馈回工控机。将一相交流电源分别通过三个空气开关的常闭触点，输入固态继电器PCLM-IAC5A(交流输入型)转化为TTL电平，然后输入光隔I/O板[7]，正常工作为低电平，只要任一空气开关跳闸，则为高电平，工控机将即时反映，使皮带秤单轨运行，并提供报警。工控机出现故障时，可以将皮带秤手动运行，而控制柜同时进行检修，不耽搁生产正常进行。
附图6为本实用新型以工控机为核心的控制柜，用它对其各部分按要求进行控制运行。
附图7为传输皮带下的高精度传感器组的安装位置示意图。
本实用新型的硬件配置如下
本实用新型由于采用工业控制计算机为主控机，具有以下特点精度高；不受物料大小均匀状况的限制；采用模块化结构，功能模块间通过总线连接，可方便用户扩展和升级需求；同时它在数据管理、人机界面、内存容量、运行速度、软硬件支持、功能扩展等方面都优于单片机或PLC；避免了传感器信号在传输线上的损耗与干扰。可广泛用于矿山、冶金、化工和烟草等行业的自动化生产线上。
权利要求1.一种由控制柜，信号采集箱，输送装置，传输皮带等组成的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于采用工业控制计算机按时序逻辑完成连续物料的定向分配和交替输送的双轨传输皮带，完成物料动态传输静态称量。它通过I/O板[7]输出控制信号，通过继电器组[10]交流接触器组[11]来控制传输皮带电机[13]，[15]，电磁阀[16]运行，当传输皮带[13]或传输皮带[15]静止时，传输皮带一或二的压力传感器组[12]或[14]采集的重量信号送至信号采集箱[B]的A/D模板[17]，再通过现场RS-485通信总线将重量信号发送至控制柜[C]的通信模拟块[8]，再由工控机[6]直接接收。
2.根据权利要求1所述的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于完成物料动态传输静态称量由两根传输皮带和两个控制电机组成双轨。
3.根据权利要求1所述的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于每根传输皮带下4角靠中安装有直接称量的高精度均衡式传感器。
4.根据权利要求1所述的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于它是采用将一相交流电源分别通过三个空气开关的常闭触点输入固态继电器PCLM-IAC5A转化为TTL电平，然后输入光隔I/O板[7]工作在低电平，用于防止单个传输皮带发生故障后，可以使另外一个皮带单轨运行，并报警。
5.根据权利要求1所述的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于避免传感器信号在传输线上的损耗和干扰，采用传感器信号采集后在信号采集箱内直接完成A/D转换。
6.根据权利要求1所述的双轨自动称量控制皮带称，其特征在于控制柜上有供网络用接口。
专利摘要本实用新型涉及一种生产线上对物料进行连续、精确自动称量的通用型皮带称。它是由控制柜、信号采集箱、输送装置、传输皮带等组成。它采用工控机按时序逻辑完成连续物料的定向分配和交替传送的双轨传输皮带完成物料动态传输、静态称量。不仅可节省时间,提高称量精度达1/1000,而且不受物料大小、均匀的限制,且称量信号在采集箱内完成A/D转换避免了传感器信号在传输线损耗和干扰,同时还具有通用性,故可广泛用于矿山、冶金、化工、烟草等行业的自动化生产线上。
文档编号G01G13/00GK2409502SQ9925186
公开日2000年12月6日 申请日期1999年12月29日 优先权日1999年12月29日
发明者李品, 傅忠良 申请人:中国科学院成都计算机应用研究所