專利名稱：雙軌自動稱量控制皮帶稱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生產線上對物料進行連續、精確、自動稱量的通用型皮帶秤。
現代礦山、冶金、化工和煙草等行業中，在物料輸送生產過程中需要在保證物料連續輸送的前提下，自動稱量輸送物料的累計重量。目前，除靜態累積計量外，尚有連續流動物料的常用的積分式動態稱。現基于這一過程均采用動態皮帶秤，它采用動態積分的稱量原理實現動態稱量。但這種皮帶秤由于受到稱量原理的限制，故多存在以下問題一是精度較低，最高只能達到5/1000；二是對于物料的要求比較高，物料越不均勻，誤差越大；三是各種動態皮帶秤均有專用限制，如煙草行業的皮帶稱就不能應用到礦山行業中；四是現在動態皮帶秤采用的是單片機或PLC為控制方式，沒有網絡傳輸功能，給數據分析、處理和生產管理都帶來不便，已不能滿足現代企業的信息化管理的需求；五是其擴展性較差，升級換代困難。
本實用新型的目的是要提供一種能克服上述缺點的雙軌自動稱量控制皮帶秤，它能有效地提高物料稱量精度，使稱量精度高達1/1000；提供網絡傳輸功能；并且具備很高的通用性以適應復雜多變的現場工況和用戶要求。
本實用新型的目的通過如下技術方案實現雙軌自動稱量控制皮帶秤由控制柜、信號采集箱、輸送裝置、傳輸皮帶一、傳輸皮帶二組成。在傳輸皮帶一下安裝有4個壓力式傳感器和一個電機傳動裝置；在傳輸皮帶二下同樣安裝有4個壓力式傳感器和一個電機傳動裝置。分料裝置上安裝有一個電磁閥，它可以控制物料的落料方向。控制柜按照嚴密的時序邏輯配合完成連續物料的定向分配和交替輸送，實現物料的動態傳輸和靜態稱量，傳感器信號經信號采集箱采集經A/D轉換后以通訊方式傳到控制柜，控制柜并可提供網絡接口，完成數據向上位微機的傳送。至此構成了雙軌自動稱量控制系統。
本實用新型同已有技術相比具有如下優點1、高精度稱量，因精度只和傳感器精度、A/D轉換精度有關，所以稱量系統精度達到1/1000；2、采用壓力傳感器直接進行稱量，不受物料大小、均勻等限制，在任何行業都可運用；3、傳感器信號采集后在信號采集箱內即完成A/D轉換，再通過總線方式送至工控機，避免了傳感器信號在傳輸線上的損耗和干擾；4、采用工業計算機作為主控機，它在數據管理、人機界面、顯示屏幕、軟硬件支持、內存容量、運行速度、功能擴展等方面都大大優于PLC或單片機控制方式，并且還可提供通訊接口，連接網絡；5、體系結構上采用模塊化聯結，各功能模塊之間僅通過現場總線方式相連，這大大提高了本裝置的通用性，可根據用戶的需要方便地擴展和升級。
本實用新型的
圖1、本實用新型的結構配置示意圖；圖2、本實用新型的電路框圖；圖3、本實用新型的信號采集電路圖；圖4、本實用新型的電機控制與檢測電路圖；圖5、本實用新型的電機控制電路圖；圖6、本實用新型的控制柜外部正視圖；圖7、本實用新型的傳輸皮帶下傳感器安裝示意圖
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
附圖1至附圖7中A物料輸送裝置；B信號采集箱；C控制柜；D上位微機；3分料裝置；4傳輸皮帶一(內含傳感裝置)；5傳輸皮帶二(內含傳感裝置)；6一體化工控機，它把主機、顯示器、鍵盤、軟驅等全部組合為一體；7I/O板；8通訊轉換模塊I-7520；9直流電源組；10繼電器組；11交流接觸器組；12壓力式傳感器組(4個)，安裝在傳輸皮帶一下；13傳輸皮帶一的電機；
14壓力式傳感器組(4個)，安裝在傳輸皮帶二下；15傳輸皮帶二的電機；16電磁閥；17A/D模塊I-7018，在信號采集箱內；W0-W78個壓力傳感器；P0-P7開關電源，分別為8個傳感器提供電源，8V；P8開關電源，為I-7520、I-7018提供電源，24V；PCL-72424位I/O板；PCLD7216固態繼電器的載板；I-70188通道A/D轉換模塊；I-7520RS-485/RS-232轉換模塊；S1-S5交流輸入固態繼電器；S6-S10交流輸出固態繼電器；C1-C7交流接觸器；Q1-Q4空氣開關；M1-M33個電機；AA1、BB1、CC1、G接線端子，接直通交流380V電源；AA2、BB2、CC2、G接線端子，接連動交流380V電源；L、N接線端子，接交流220V電源；如附圖1所示本實用新型由物料輸送裝置[A]、傳輸皮帶(內含傳感裝置)、信號采集箱[B]、控制柜[C]組成，根據用戶需求，可另外配備上位微機[D]，實現數據的遠程管理。
物料輸送裝置[A]是由兩個傳輸皮帶和一個分料裝置組成。它按照嚴密的時序邏輯配合完成連續物料的定向分配和交替輸送。兩個輸送皮帶均配有靜態精度高達萬分之二的均衡式傳感器，既可雙軌交替運行作高精度靜態稱量，又可任一單軌獨立完成連續稱量，并將稱量信號直接送至信號采集箱A/D轉換模塊，大大提高了稱量裝置的精度和運行可靠性。
信號采集箱[B]負責把八個傳感器信號(0-15mv)進行A/D轉換，以避免傳感器信號在傳輸線上損耗和干擾，然后通過RS-485通訊將16位數字信號傳送給控制柜處理。
控制柜[C]是一套完整的電機時序控制和傳感器信號采集系統，它以工業控制機(IPC)為核心，完成物料的稱量轉換、雙軌皮帶與導向皮帶的綜合控制，并負責數據向機房上位微機[D]的傳送。
如附圖2所示本實用新型工作時，工控機按照嚴密的時序邏輯配合完成連續物料的定向分配和交替輸送，實現物料的動態傳輸和靜態稱量。它通過I/O板[7]輸出電機控制信號，再通過繼電器組[10]，交流接觸器組[11]來控制電機[13]、電機[15]、電磁閥[16]的運行。當傳輸皮帶一[4]或傳輸皮帶二[5]靜止時，由壓力式傳感器組[12]或壓力式傳感器組[14]采集重量信號送至信號采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過現場總線方式將重量信號發送至控制柜[C]的通訊轉換模塊[8]，再由工控機[6]直接接收。
具體工作流程如下1.生產流水線上的物料落入分料裝置[3]，電磁閥[16]動作，分料裝置[3]向傳輸皮帶二[5]落料，電機[15]運轉，傳輸皮帶二[5]向前運行，實現物料的連續輸送；電機[13]停止，傳輸皮帶一[4]停止運行，傳輸皮帶一[4]上安裝的傳感器組[12]的信號送至信號采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過現場總線方式將重量信號發送至控制柜[C]的通訊轉換模塊[8]，再由工控機[6]直接接收。
2.傳輸皮帶一[4]稱量完畢后，電磁閥停止動作，分料裝置向傳輸皮帶一[4]落料，電機[13]運轉，傳輸皮帶一[4]向前運行；電機[15]停止，傳輸皮帶二[5]停止運行，傳輸皮帶二[5]上安裝的傳感器組[14]的信號送至信號采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過現場總線方式將重量信號發送至控制柜[C]的通訊轉換模塊[8]，再由工控機[6]直接接收。
3.傳輸皮帶二[5]稱量完畢后，再轉向步驟1，如此反復循環；附圖3為本實用新型信號采集電路，兩個傳感器組共有八個壓力傳感器[12]、[14]，分別在靜態時將傳輸皮帶一[4]、傳輸皮帶二[5]上稱得的物料重量轉變為電信號，傳感器輸出信號為0～15mV，由I-7018[17](八通道模擬量A/D轉換模塊)轉換為數字信號后采用RS-485通訊方式將信號送回控制柜，再經過I-7520[8](RS-485/RS-232轉換模塊)轉換后直接接入工控機。
附圖4、5中PCL-724插在一體化工控機內，它有8路輸入、8路輸出，4路輸出至PCLD-7216B板上，板上的固態繼電器PCLM-OAC5A(交流輸出型)驅動交流接觸器控制電機，電機采用空氣開關進行缺相、短路等保護。
三個電機的運行狀態隨時反饋回工控機。將一相交流電源分別通過三個空氣開關的常閉觸點，輸入固態繼電器PCLM-IAC5A(交流輸入型)轉化為TTL電平，然后輸入光隔I/O板[7]，正常工作為低電平，只要任一空氣開關跳閘，則為高電平，工控機將即時反映，使皮帶秤單軌運行，并提供報警。工控機出現故障時，可以將皮帶秤手動運行，而控制柜同時進行檢修，不耽擱生產正常進行。
附圖6為本實用新型以工控機為核心的控制柜，用它對其各部分按要求進行控制運行。
附圖7為傳輸皮帶下的高精度傳感器組的安裝位置示意圖。
本實用新型的硬件配置如下
本實用新型由于采用工業控制計算機為主控機，具有以下特點精度高；不受物料大小均勻狀況的限制；采用模塊化結構，功能模塊間通過總線連接，可方便用戶擴展和升級需求；同時它在數據管理、人機界面、內存容量、運行速度、軟硬件支持、功能擴展等方面都優于單片機或PLC；避免了傳感器信號在傳輸線上的損耗與干擾。可廣泛用于礦山、冶金、化工和煙草等行業的自動化生產線上。
權利要求1.一種由控制柜，信號采集箱，輸送裝置，傳輸皮帶等組成的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于采用工業控制計算機按時序邏輯完成連續物料的定向分配和交替輸送的雙軌傳輸皮帶，完成物料動態傳輸靜態稱量。它通過I/O板[7]輸出控制信號，通過繼電器組[10]交流接觸器組[11]來控制傳輸皮帶電機[13]，[15]，電磁閥[16]運行，當傳輸皮帶[13]或傳輸皮帶[15]靜止時，傳輸皮帶一或二的壓力傳感器組[12]或[14]采集的重量信號送至信號采集箱[B]的A/D模板[17]，再通過現場RS-485通信總線將重量信號發送至控制柜[C]的通信模擬塊[8]，再由工控機[6]直接接收。
2.根據權利要求1所述的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于完成物料動態傳輸靜態稱量由兩根傳輸皮帶和兩個控制電機組成雙軌。
3.根據權利要求1所述的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于每根傳輸皮帶下4角靠中安裝有直接稱量的高精度均衡式傳感器。
4.根據權利要求1所述的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于它是采用將一相交流電源分別通過三個空氣開關的常閉觸點輸入固態繼電器PCLM-IAC5A轉化為TTL電平，然后輸入光隔I/O板[7]工作在低電平，用于防止單個傳輸皮帶發生故障后，可以使另外一個皮帶單軌運行，并報警。
5.根據權利要求1所述的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于避免傳感器信號在傳輸線上的損耗和干擾，采用傳感器信號采集后在信號采集箱內直接完成A/D轉換。
6.根據權利要求1所述的雙軌自動稱量控制皮帶稱，其特征在于控制柜上有供網絡用接口。
專利摘要本實用新型涉及一種生產線上對物料進行連續、精確自動稱量的通用型皮帶稱。它是由控制柜、信號采集箱、輸送裝置、傳輸皮帶等組成。它采用工控機按時序邏輯完成連續物料的定向分配和交替傳送的雙軌傳輸皮帶完成物料動態傳輸、靜態稱量。不僅可節省時間,提高稱量精度達1/1000,而且不受物料大小、均勻的限制,且稱量信號在采集箱內完成A/D轉換避免了傳感器信號在傳輸線損耗和干擾,同時還具有通用性,故可廣泛用于礦山、冶金、化工、煙草等行業的自動化生產線上。
文檔編號G01G13/00GK2409502SQ9925186
公開日2000年12月6日 申請日期1999年12月29日 優先權日1999年12月29日
發明者李品, 傅忠良 申請人:中國科學院成都計算機應用研究所