计量称重与人类生产、生活息息相关，散装水泥、粮油、石油化工制品、能源、冶金等码头、仓库、工厂很多场合需要对连续输送散装物料进行计量称重。长期以来，港口、铁路、粮食化工等行业，大宗散装物料称量，仓储等环节需要对连续输送物料（尤其是颗粒状散装物料）进行快速准确地计量称重。都属于劳动密集型作业，不但劳动强度大。速度慢，而且计量精度差。不能满足精确计量和快速称重的要求。连续输送物料计量称重系统是基于动态称重方法，采用物料流的动态切换和双称量斗互备缓冲计量方式，解决了连续输送物料的精确计量和快速称重的难题，计量精度高于０．５％，可作为贸易结算或企业散装物料入库、出库及上下工序间工艺控制用计量称重，可替代传统皮带秤或核子秤等，同时具有较强的抗干扰能力和更快的响应速度。本文设计的连续输送物料计量称重系统是基于动态称重方法，采用物料流的动态切换和双称量斗互备缓冲的计量方式，计量精度高于０．５％，可作为贸易结算等用途的计量，解决了连续输送的散装物料的精确计量和快速称重的难题。
１　连续称重系统组成和工作原理
１．１　系统组成
连续输送物料计量称重系统主要由机械系统、称重系统和自动控制系统组成，整个系统安装在一个方形的箱体内。系统包括左、右２个计量斗、６只称重传感器、２套称重仪表、物料流切换装置、计量斗放料闸门、驱动闸门切换的气缸、电磁阀、气源部件、控制面板及自动控制系统等组成。
１．２　工作原理
在开始计量时，通过物料流切换装置使左计量斗处于进料状态，右计量斗处于进料等待状态，左计量斗进料完成后进入计量称重状态，同时右计量斗进入进料状态，以保障进料的连续性。左计量斗计量称重完成后由气缸控制放料闸门快速放料，放料完毕立即转入进料等待状态。右计量斗进料完成后转为计量称重状态，左计量斗再次转为进料状态，如此循环往复，通过多次循环完成整个计量称重任务。在计量称重过程中，始终要有一个计量斗处于进料状态，以保证精确计量和物料连续输送的统一。
２　称重控制系统及其硬件设计
２．１　物料流转换时序设计
连续输送物料计量称重系统的关键是以２套互为备份的称量装置在计量和进料、放料等过程中进行合理切换，使得２套称量装置保持有一套装置处于进料状态，另一套装置处于计量或计量辅助状态，以确保物料流的连续性和计量的准确性。物料流切换和２套称量装置的状态转换时序设计，要保证一套装置的计量时间和放料时间之和小于另一套装置的最长进料时间，否则，处于进料状态的进料斗已满，处于计量状态的计量斗还没有完成计量或放料，则无法切换到进料状态，物料流的连续性就不能保证。最长进料时间由可计量的最大流量和计量斗有效容积决定，称量时间决定于计量时稳定延时时间，计量斗放料时间决定于放料口截面积和物料下落速度。各个环节的时序应符合以下关系：Ｑ／ＶＰ＞Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４。（１）式中：Ｑ 为最大计量流量；ＶＰ为一个计量斗有效容积物料密度；Ｔ１为物料流切换装置的动作时间；Ｔ２为计量前的稳定时间；Ｔ３为计量采样时间；Ｔ４为放料时间。为此，应当首先确定Ｔ１和Ｔ４，然后根据式（１）反算所需计量斗容积，但计量斗容积又会影响放料时间Ｔ４，而Ｔ４与每次计量物料质量之间没有对应的计算方法，一般通过实验测定。因此，时序确定是一个需要多次反复实验和验证的过程。
２．２　物料流切换装置设计
物料流切换功能是实现互备缓冲计量的前提，为了简化结构，切换装置利用物料在重力作用下自流来实现切换，不使用机械和动力。可能的切换方式有单导向板或双导向板结构，有上转轴和下转轴方式。本设计综合切换速度、所需驱动行程和驱动力大小等因素，选择双导向板转轴上置方案。
３　系统软件设计
系统的软件控制程序流程略。
３．１　称重仪表与ＰＬＣ的接口通信软件设计称重仪表输出有模拟输出或串行口数字输出，为了把计量斗重量数据传送到ＰＬＣ，可选用模拟信号传输方式或串行通信方式。由于系统选用的称重仪表为数字式仪表，重量数据在仪表内部已经转化成了数字量，如果用模拟信号传输给ＰＬＣ，仪表要进行Ｄ／Ａ转换，ＰＬＣ需要增加模拟输入模块，再经过Ａ／Ｄ转换把模拟量转化为数字量，一方面增加了成本，另一方面经过多次转换降低了计量精度。所以，本设计采用串行通信方式直接传输数字量。称重仪表串行通信一般采用ＲＳ－４８５方式，通信协议为ＭＯＤＢＵＳ，但很多ＰＬＣ没有直接支持ＭＯＤＢＵＳ协议的软件模块，需要通过ＰＬＣ编程实现与仪表的ＭＯＤＢＵＳ协议通信，为了保证通信的可靠性，必须采用有效的抗干扰措施，包括通信线的屏蔽、终端电阻以及采用数据重发和软件容错算法等。
３．２　自动称量动作流程设计与ＰＬＣ控制软件实现连续输送物料计量称重系统靠２套计量装置合理切换与配合来保证物料流的连续性和计量的准确性，要实现严格时序关系，关键在于自动称量动作流程设计和ＰＬＣ控制程序的编制，要在保证物料流连续性的前提下，合理分配物料切换时间、计量前的稳定时间、计量采样时间和放料时间的长短，并保留一定的时间裕度，以确保系统运行的可靠性。最终的控制方案需要经过实际运行测试，并通过多次优化后确定最终值。
４ 散装物料连续计量系统（散料秤）
散料秤的结构形式：
（1）秤斗快速切换交替计量，适合粉体、颗粒料等散料累计计量
（2）上、中、下三斗形式，即贮料斗、秤量斗、卸料斗结构
（3）特殊要求，可特别设计。
散料秤的系统配置：
1）械结构
2）控制柜
3）计算机及打印机
散料秤（散料秤计量秤）功能特点：
1）可满足不同的安装场合
2）专业化的称重结构，快速、稳定、可靠
3）严格的表面处理工艺，适合于多种环境
4）特殊材料磨层，提高设备的使用寿命
5）卸爆装置配备，增强系统的安全性
6）自动校秤装置，简化日常校秤工作
7）压力平衡系统，进一步提高了称量准确度
8）专用工业称重控制终端及高精度称重传感器
9）故障报警及工作状态的监控
10）完善的物料数据管理及报表打印
11）计算机接口

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