Новая интеллектуальная комбинированная система взвешивания

Абстрактный: С целью решения проблемы низкой точности и плохой своевременности в традиционной системе взвешивания с комбинированными весами при взвешивании неровных материалов предлагается новая интеллектуальная система взвешивания с комбинированными весами. Система взвешивания включает в себя комбинацию нескольких головок, высокоточный тензодатчик и аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения. В настоящее время Гуандун Кенвэй и Highdream являются представителями. Разработанный ими фотоэлектрический блок детектирования и вибрационный механизм значительно повышают точность динамического неравномерного взвешивания частиц. Алгоритм быстрой цифровой фильтрации используется для повышения скорости измерения. Данные моделирования и эксперименты показывают, что конструкция системы взвешивания эффективно адаптируется к процессу взвешивания неровных материалов, эффективно повышает точность и своевременность взвешивания и отвечает реальным потребностям производства. 

Ключевые слова: система взвешивания, комбинированные весы, датчик неравномерной нагрузки материала, аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения, цифровая фильтрация. 

Введение

В последние годы быстрое развитие науки и техники привело к быстрому развитию промышленного производства, и спрос на комбинированные системы взвешивания в пищевой промышленности, такие как упаковка малого и среднего размера, становится все более и более требовательным. Традиционные весы для упаковки с одним взвешиванием имеют такие недостатки, как плохая защита от помех, низкая скорость упаковки, низкая точность измерения упаковки, высокое энергопотребление и т. д. а для одиночных или неровных материалов мономер называется Упаковочные весы не могут точно измерить качество материала, что приводит к увеличению количества отказов. С развитием компьютерных технологий и технологий микроэлектроники проводится все больше и больше исследований систем взвешивания в этой области, а автоматические системы взвешивания с точными ингредиентами, высокой надежностью и сильной защитой от помех могут лучше решить эти проблемы. И значительно повысить эффективность производства и экономическую эффективность. 

1.Проектирование системы

Аппаратное обеспечение системы взвешивания состоит из пяти частей: центрального процессора, контроля вибрации, управления цилиндром, сбора данных и человеко-машинного интерфейса. Часть сбора данных включает в себя часть формирования сигнала и часть аналого-цифрового преобразования; Часть управления регулировкой цилиндра состоит из схемы управления регулировкой и электрического клапана цилиндра. Структурная схема аппаратной части системы взвешивания представлена ​​на рисунке.

1. 1 центральный процессор

Центральный процессор использует 32-битный процессор ARM и является центром управления и сбора данных для всей системы взвешивания. Центральный процессор реализует всю систему взвешивания, используя обмен информацией с каждой частью обнаружения и исполнительным механизмом, а также коммуникационную программу человеко-машинного интерфейса. Вибрационный двигатель использует программу управления ШИМ, программу управления регулировкой цилиндра, аналого-цифровое преобразование и программу расчета. интеллектуальное управление. Центральный процессор контролирует состояние материала в режиме реального времени посредством обнаружения фотоэлектрического переключателя и регулирует амплитуду вибрационного двигателя, чтобы гарантировать, что материала в подготовительном бункере достаточно; качество нагрузки преобразуется тензодатчиком и преобразуется в сигнал напряжения посредством формирования сигнала и аналогово-цифрового преобразования; Сигнал напряжения рассчитывается центральным процессором и преобразуется в цифровую величину, которая отображается на человеко-машинном интерфейсе. 

1.2 контроль вибрации

В системе используется бесконтактный фотоэлектрический переключатель для управления вибропитателем. Когда фотоэлектрический переключатель обнаружения обнаруживает, что материала на виброплите линии недостаточно или недостаточно, сигнал подачи отправляется в центральный процессор, а центральный процессор отправляет сигнал подачи в машину для транспортировки материала до тех пор, пока не сработает фотопереключатель. обнаруживает материал. Затем запустите вибрационный двигатель, отрегулируйте соответствующую амплитуду и время вибрации и отправьте материал в каждый бункер. 

1. 3-цилиндровый контроль

Часть управления цилиндром реализует работу пневматического телескопического газового стержня. Откройте дверцу бункера и отправьте материал в бункер для взвешивания. Центральный процессор осуществляет интеллектуальное управление, определяющее необходимость открытия или закрытия электрического клапана цилиндра, чтобы система могла точно завершить процесс взвешивания.

Когда в весовом бункере нет материала или материала недостаточно, центральный процессор посылает сигнал о необходимости добавления материала. В это время схема управления откроет электрический клапан цилиндра и получит сигнал открытия, возвращаемый электрическим клапаном. Центральный процессор также всегда проверяет качество материала в весовом бункере, чтобы избежать чрезмерного количества материала и превышения качества требуемого значения. 

1. 4 сбор данных

В весовом бункере материал массово производится датчиком веса, а затем передается на главную плату устройства управления через провод. Центральный процессор считывает и записывает качество каждого весового бункера, а затем рассчитывает, объединяет и объединяет, чтобы выбрать объединенный весовой бункер, который близок к целевой массе. При получении сигнала запроса на разгрузку, отправленного упаковочной машиной, центральный процессор отправляет сигнал на активацию привода двигателя весового ковша, открывает выбранный весовой ковш и выгружает продукт в разгрузочный бункер для поступления в упаковочную машину.

Учитывая, что электромагнитное поле, создаваемое катушкой электромагнитного вибратора, оказывает влияние на аналогово-цифровую выборку, когда тензодатчик передает качество материала в схему формирования сигнала, модуль аналогово-цифровой выборки добавляется с экраном для экранирования магнитного поля. . После серии программ, таких как усиление и фильтрация, A/D преобразуется в цифровую величину, распознаваемую центральным процессором, а метод медианной средней фильтрации выполняется процессором, а большое значение и маленькое значение исключаются. чтобы найти среднее. Значение принимается как окончательное значение выборки. Блок-схема сбора данных показана на рисунке 2.

1. 5 человеко-машинный интерфейс

Эта система взвешивания использует сенсорный ЖК-экран и имеет удобный интерфейс с собственным программным обеспечением. Работу всех функций симметричной тяжелой системы и регулировку амплитуды вибромотора можно осуществить, коснувшись экрана. Прикасаясь к экрану, оператор может видеть время и качество каждого взвешивания на информационной панели, которой легко управлять.

Из-за влияния внешней среды и собственных условий вход-выход тензотензодатчика, используемого в системе, является нелинейным [6], поэтому датчик требует калибровки и коррекции. Вес значения качества калибровки поочередно помещается на сенсорный лоток, а качество отображается на информационной панели экрана. В соответствии с отклонением от значения качества калибровки значение отклонения вводится в текстовый столбец, соответствующий исходной калибровке. После коррекции обратной модели система выполняет преобразование калибровки и завершает процесс калибровки. 

2 Внешний вид системы взвешивания

Интеллектуальная система взвешивания использует конструкцию вибрационной подачи. Он имеет характеристики большого бункера для хранения, комбинированных весов, вибрационного механизма и фотоэлектрического обнаружения. Он может реализовать метод взвешивания материала неравномерного размера и обеспечивает точный эффект взвешивания. . Система взвешивания имеет длину 84 см, высоту 124 см и ширину 65 см. Он использует фотоэлектрические материалы обнаружения. Снизу установлена ​​виброплита с вибродвигателем. Ограждения спроектированы с обеих сторон, чтобы предотвратить выпадение материала. Средняя часть — четыре. Принцип комбинированных весов, вес каждой весы 2 кг; Установлены 4 бункера для приготовления. Материал проходит через бункер для материала к четырем чашкам весов для точного расчета. После выгрузки газового стержня материал подается в разгрузочный бункер для упаковки. 

2. 1 система вибрации

Вибрирующая часть реализует функцию вибрации системы взвешивания, а центральный процессор осуществляет интеллектуальное управление для выполнения функции подачи системы взвешивания. Конструкция вибромашины представлена ​​на рисунке 3.

Эта вибрационная система оснащена кнопкой помощи на вращающемся валу двигателя, вызывающей сильную вибрацию при быстром вращении двигателя. Лоток вибромоторного агрегата и виброподающий лоток закреплены сваркой. В пружинной пластиковой мягкой втулке установлена ​​пружина, поддерживающая вибрирующую пластину и усиливающая вибрационный эффект. 

2. 2 Подготовка и механизм взвешивания

Материал поступает в подготовительный бункер с виброплиты. Когда чашка весов простаивает, стержень клапана бункера открывает клапан бункера, материал помещается в 4 чашки весов для взвешивания, и сигнал передается в центральный процессор для расчета и комбинирования. . После того, как комбинация завершена, стержень разгрузочного газа выталкивает материал в разгрузочный бункер, чтобы завершить процесс. В процессе взвешивания активируется вибрационный механизм, материал отправляется в бункер, ожидая ускорения следующего цикла. Чтобы предотвратить выход материала за пределы диапазона датчика давления, чашка весов защищена от давления на чашку весов для защиты датчика давления. Датчик давления Гуандун Кенвэй Комбинированная шкала имеет хорошее соответствие значений динамической жесткости, а производительность больших, средних и малых спецификаций лучше.

3 Результаты испытаний

5‰ При измерении и анализе неравномерных данных взвешивания комбинированной системы взвешивания используется фактическая масса взвешивающего устройства, а данные моделируются с использованием Matlab, точность равна 0. 5‰. Стандартное качество взвешивания и соответствующие фактические результаты взвешивания показаны в Таблице 1.

В соответствии с приведенными выше данными устанавливается подходящее соотношение между стандартным качеством и фактическим качеством взвешивания и получается аппроксимационная кривая между ними, тем самым осуществляя калибровку данных. По результатам испытаний как стандартное, так и фактическое качество взвешивания имеют хорошую линейную зависимость как для однородных, так и для неровных материалов.

4 Заключение

    После испытаний и испытаний система взвешивания точна в измерениях, материал фотоэлектрического обнаружения чувствителен, скорость регулировки вибрации объема материала быстрая, а точность взвешивания соответствует ожидаемым требованиям. Система взвешивания может повысить эффективность производства мелких производителей упаковки для пищевых продуктов и повысить экономические выгоды; он имеет эталонное значение для разработки и проектирования некоторых автоматических систем взвешивания в таких областях, как неравномерное взвешивание и низкая скорость.