自动配料系统中控制系统硬件的设计

　　一、多传感器测试技术的运用：

　　在自动配料系统中,如何准确地称量物料是控制系统的关键问题。经过论证,在该系统中采用了3传感器共同测试技术,即用3个力传感器共同对1个力负荷进行测试,将各力传感器输出信号进行相加,得到被测力负荷值,再将测得的力负荷值转换成物料质量。

　　根据3个力传感器的信号采集和处理的方法不同,可有“模拟量求和”和“数字量求和”2种测试方式。“模拟量求和”是将各个力传感器输出的模拟量信号相加后,再进行信号调节和放大,并经模/数转换为数字量传给计算机。其优点是硬件成本低;缺点是无法对传感器输出信号的非线性部分进行补偿或修正。“数字量求和”是将每个传感器的输出电压信号进行信号调节和模/数转换后,再由计算机进行相加运算得到末后结果。其优点是计算机对每个传感器的输出信号单独进行处理,可以运用非线性误差补偿方法来减小测试误差,测试精度高;缺点是硬件成本较高。考虑到该自动配料系统对称量精度要求较高,因此采用“数字量求和”的处理方法,对每个传感器信号单独采集处理。

　　二、控制系统硬件结构：

　　考虑到现场恶劣的工作环境,采用具有较高牢靠性的工控机-PLC二级计算机控制结构,工控机主要作为人机界面使用,选择一台IPC-610H型工业控制计算机。PLC采集称重传感器的模拟信号,转换成物料质量,并控制现场设备完成自动振动给料、下料和送料等工艺过程。PLC中心处理器模块选用西门子S7-200系列CPU224,数字量输入模块和输出模块分别选用EM221(16输入,24VDC)和EM223(16输入/16输出,24VDC)。

　　由于自动配料系统采用了“数字量求和”的测试方法,每个称重传感器占用1个测量通道,2个称重料斗共用6个传感器,需要6个测量通道,因此选取2个具有4输入通道的模拟量输入模块EM231(4输入,分辨率12位)。