一种新型的实时计量系统的开发与应用

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1、一种新型的实时计量系统的开发与应用

2、第1...lunouseg(this)">　　系统的工作的原理是：烟丝经由吸丝管道进入烟丝供料系统的落料器（我们称之为供料箱），通过供料箱内的两只光电传感器确定大致6kg左右的烟丝，当计量控制器发出计量的请求后，打开供料门将烟丝投入称重箱内，通过称重计量系统的一系列的处理得到烟丝的精确的重量并储存，当控制器发出放料请求后，打开称重箱的放料门将烟丝放入储料箱（即原烟丝供料系统的计量箱）。当控制器检测到称重箱的烟丝排空的信号后，关闭称重箱的放料门，打开供料门投入烟丝，开始新一轮的烟丝称重计量。

3、1.2机械部分　　机械结构设计是本称重计量系统成败的关键，为了保证计量的精确性，称重计量系统必须解决在计量过程中的震动与抖动；为了保证良好的生产环境，称重计量系统的密封防尘必须做好；为了使结构谐振对系统的影响最小，结构设计必须兼顾其结构、尺寸、材料性能及受力状况等。因此，机械部分的结构布局、防震去抖、密封防尘、执行控制等必须综合地、合理地、巧妙地设计，以达到期望的结果。下面将其中的难点、重点予以分别讨论。　　（1）布局：落料器整体向上移动1米左右的距离，将吸丝管道切断或上移相应的尺寸，以便留出放置称重计量系统的空间。　　（2

4、）防尘：为了保证良好的生产、工作环境，需采取一系列的防尘措施。主要采用内、外密封双重措施：一方面，在不能影响称重箱的来料与放料动作的基础上称重箱采取一定的密封防尘措施；另一方面，密封箱不仅将供料箱和储料箱连成一体，更重要的是在不影响计量的基础上进一步密封防尘。这样可以使烟丝中的尘埃逸出尽可能的少、对环境造成的影响尽可能的小、改善生产与工作环境。　　（3）执行机构：执行机构安装在现场，如果选用不当，将直接影响称重计量系统的控制质量，甚至使整个系统不能工作。整个称重计量系统要求在15-20秒内完成至少一次计量，除去数据采集、通讯

5、、数据处理以及称重计量系统的减震、停震花费的时间，留给执行机构的时间只能在5秒之内，在这样短的时间内，既要快速完成执行动作，又要尽可能减少引起的冲击与震动，采用气动控制系统是较好的选择。其气动系统原理图如图2所示。虽然使用电机也可作为执行机构的动力源，考虑到称重箱门的自锁性及开闭速度，一般必须采用蜗杆蜗轮减速传动系统，但其有占用空间大、自身重量重、摩擦力大、动作不灵敏等缺点；液动也可作为动力源，但对计量精度的影响更大，因为称重箱壁上的控制缸体内的液体需不断交替排空与充斥。500)this.style.ouseg(this)"

6、>　　气动控制系统不仅结构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便和防火防爆，而且使用工厂现有的供气与排气系统，通过电磁阀、节流阀，电气控制等一系列措施可减小称重箱门开关所造成的冲击、震动与抖动，使之对计量精度的影响尽可能的减小。　　（4）机械谐振的控制：机械谐振（或机构谐振）是由传动装置（或传动系统）和机械装置的弹性变形而产生的振动。为了控制系统的精度和响应快速性要求，必须提高控制系统的频率宽度，避免可能导致结构谐振频率接近控制系统的带宽或落在带宽之内，使系统产生自激振荡而无法工作或使机构损坏。因此，结构设计时必须兼顾它的结构、

7、尺寸、材料性能及受力状况等。本计量系统的使用环境比较复杂，在生产实际过程中，吸丝管道、落料器、计量箱、卷烟机等都有各自机械谐振频带宽度，这些机械谐振频带宽度叠加后的频带宽度可能与控制系统的带宽相重叠，必须避免，将来自落料器、计量箱、卷烟机的震动与抖动与称重计量系统完全隔离，用独立的支撑柱支撑整个称重箱与传感器。另一方面，该称重计量系统必须对烟丝的供给量与供给速度进行快速、有效、实时控制，由称重箱和传动装置本身产生的震动与抖动是不能完全避免与隔离的，在结构设计时兼顾了它的机械结构、形状尺寸、材料性能及受力状况（比如称重箱的放料

8、门采用对称双扇门结构，通过连杆机构与气动控制系统的推杆相连，放料门同时开关使其横向的力与冲击相互抵消等等），并采取了一系列有效、可行、实用的减震措施（如在放料门的边缘包裹牛牦毡，在传感器与支撑柱之间安置缓冲橡胶等措施）。经初步的实验，本计量系统中的机械谐振与控制系统的带宽完全相离，经过滤波电路将机械谐振产生的干扰信号完全过滤掉，消除了机械谐振对计量精度的影响，这是保证整个计量系统精度的关键所在，突破了常规抗干扰的手段与措施，是本计量系统的新思路、新结构、新特点的集中体现。1.3控制部分　　控制系统被要求具有较高的可靠性、体积

9、小、重量轻、系统易于扩展，而且成本低廉、便于推广的特点，对于工控机、PLC、单片机来说，该控制系统采用单片机芯片最能满足以上要求，整体控制系统构成如图3所示。500)this.style.ouseg(this)">　　整个控制系统的工作过程是：首先称重传感器获取控制对象的模拟信号；信号经过