海為C16S2R系列PLC在JDWT定量包裝控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

JDWT定量包裝控制系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用于建材、化工、冶金、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)中的包裝系統(tǒng)。它與人們的日常生活息息相關(guān)，包裝袋上面的凈含量是人們進(jìn)行消費(fèi)時(shí)衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要依據(jù)。因此，對(duì)于生產(chǎn)廠家而言，如何把產(chǎn)品的凈含量控制在允許誤差范圍之內(nèi)是把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)。本控制系統(tǒng)采用廈門海為公司的C16S2R主機(jī)，通過和JDWT01稱重模塊和顯控觸摸屏的通訊來完成定量包裝，在保證稱量精度的前提下，盡可能地提高了稱重速度。

2.1系統(tǒng)的主要硬件配置

2.2 PLC的選擇

PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它以通訊的形式接收觸摸屏的監(jiān)控和操控，并主動(dòng)讀取稱重模塊采集的稱重信息，同時(shí)完成其他的控制功能。本系統(tǒng)采用海為C16S2R作為控制器，主機(jī)自帶2個(gè)通訊口，剛好符合需求。主機(jī)的RS232口用來和觸摸屏通訊，RS485口用來讀取稱重模塊的稱重信息，只需一條指令即可完成稱重信息的讀取，非常方便。而且C系列的主機(jī)成本低廉，內(nèi)部元件豐富其中V寄存器區(qū)14847個(gè)，中間繼電器12287個(gè)，定時(shí)器1024個(gè)足夠用戶使用。性價(jià)比高，強(qiáng)大的功能使之成為多種小型控制任務(wù)的理想解決方案。

2.3重量采集模塊的選擇

在定量稱重控制系統(tǒng)中，稱重模塊是數(shù)據(jù)采集單元的核心，其測(cè)量性能直接影響到系統(tǒng)整體的測(cè)量精度。選擇模塊時(shí)要綜合考慮量程、精度、穩(wěn)定性和工作環(huán)境等因素，本系統(tǒng)綜合考慮采用流行的主控 ARMSTM32系列 CPU+AD7190 AD 轉(zhuǎn)換模塊--JDWT01稱重模塊。JDWT01模塊使用16位的A/D轉(zhuǎn)換，是高精度稱重行業(yè)的一個(gè)很好的解決方案。

3.1電氣原理圖

3.2端子定義

4.1系統(tǒng)難點(diǎn)

定量包裝過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、大慣性滯后、非線性的運(yùn)動(dòng)過程，要求重量的變化過程中實(shí)時(shí)地測(cè)量當(dāng)前數(shù)據(jù)，控制投料機(jī)構(gòu)的開度，提升整體的控制精度，而且在稱量過程中還需考慮系統(tǒng)的稱重速度。稱重精度和速度二者相輔相成，如何在不影響稱重精度的前提下，盡可能的提高稱重速度是本系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，使系統(tǒng)具有一個(gè)更好的使用價(jià)值。

4.2控制方案

本系統(tǒng)采用三級(jí)投料方式，分為大投、中投、小投三種方式。用較短的時(shí)間使用大投投料方式投入額定重量的80%-85%，使用中投投料方式投料到額定重量的95%，使用小投投料方式投料到額定重量，前倆種投料方式側(cè)重于稱重速度，后一種投料方式側(cè)重于稱重精度，解決了稱重效率和稱量精度之間的矛盾。

4.3實(shí)際調(diào)試畫面

根據(jù)實(shí)際需求，本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了兩種計(jì)量模式，一種為有斗計(jì)量，另一種為無斗計(jì)量。

在有斗計(jì)量模式下，系統(tǒng)采用雙氣缸下料方式，默認(rèn)選擇邊下料邊拍打的模式填充物料。通過調(diào)試畫面可查看當(dāng)前累計(jì)稱重袋數(shù)和凈重是否在誤差范圍之內(nèi)等信息。下面是調(diào)試畫面及其控制原理圖：

在無斗計(jì)量模式下，系統(tǒng)采用雙螺旋下料方式，默認(rèn)是稱重結(jié)束后拍袋。同樣的，也可通過調(diào)試畫面查看相關(guān)的信息。無斗計(jì)量模式的基本原理和有斗計(jì)量模式的原理基本一致，下面是無斗計(jì)量模式的調(diào)試畫面和控制原理圖：

用戶在實(shí)際使用過程中可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整拍袋的方式和頻率來達(dá)到生產(chǎn)需求，具有較高的靈活性。另外可以通過Modbus協(xié)議讀取遠(yuǎn)程I/O模塊的狀態(tài)信息，其他的一些額外功能通過編程也可輕松實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過用戶的初步體驗(yàn)，系統(tǒng)的稱重精度和速度皆達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)還會(huì)進(jìn)行改進(jìn)，爭(zhēng)取達(dá)到更高的精度和更快的速度。