电子皮带秤零点漂移检测装置与研究
2019-08-26崔传宝丁昊生刘加树
崔传宝 丁昊生 刘加树
摘要：在再造烟叶生产过程中，预处理段电子皮带秤物料的计量精度与再造烟叶配方完整性有很大关系，直接影响到再造烟叶的内在产品品质。对此设计了一种再造烟叶电子皮带秤零点漂移检测装置，其能及时发现电子秤零点的漂移，提升电子皮带秤的稳定性和精确性，从而提高了再造烟叶生产过程中预处理段物料的计量精度和再造烟叶的产品品质。
关键词：电子皮带秤;零点漂移;检测装置;PLC
中图分类号：TH715.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0123-02
0 引言
在再造烟叶生产过程中，预处理段电子皮带秤物料的计量精度与再造烟叶配方完整性有很大关系，直接影响到再造烟叶的内在产品品质。目前，在生产期间电子皮带秤由于存在受到灰尘、托辊粘附料、皮带跑偏、电子器件信号漂移等因素的影響，导致梗和末线的电子皮带秤零点都会发生偏移，电子皮带秤生产过程中对物料计量时就会出现较大误差。如果不能及时校秤，计量误差导致原料每批次生产配方改变，对生产工序造成一定的影响。对利用率、能源和人工等也有不同程度的影响。
1 零点漂移检测装置设计
1.1 技术研究
再造烟叶投料批次生产中，每批次中烟叶碎片和烟梗利用两台电子皮带秤分别进行计量。电子皮带秤由于受到环境和自身器件性能变化的影响，电子皮带秤零点会时常发生漂移。由于再造烟叶连续生产的特殊性，不能对电子皮带秤进行零点校准。需要设计出一种能检测电子皮带秤的零点检测装置，发现零点漂移能及时通过网络通信中断电子皮带秤前后关联设备的运行。并向电子皮带秤发出自动校验零点信号，让电子皮带秤进行自动的皮重零点校验。
1.2 系统设计
电子皮带秤零点漂移检测装置组成：激光位移传感器、可调支架、PLC、监控操作站等。激光位移传感器固定在可调节支架上，激光位移传感器通过0-5V连接到PLC模拟量输入。PLC与电子皮带秤电控系统通过工业以太网进行数据交换。
2 电控系统设计
2.1 PLC选型
PLC选用西门子S7-300，CPU型号选用CPU315-2PN/DP， 模拟量输入模块选用EM231，激光位移传感器选用型号HG-C1400-P，检测距离400mm±200mm，带0-5V模拟量输出。激光位移传感器安装在电子秤皮带上方，并固定支架，做防护装置。
2.2 软件设计
根据零点漂移检测装置实现控制功能，画出逻辑程序控制图，如图1。
3 控制原理
3.1 物料高度计算
激光位移传感器安装在电子皮带秤的输送带上方500mm的高度，秤的输送带上物料高度（H）越高，激光位移传感器检测到的检测距离（L）越短。物料高度（H）和检测距离（L）关系式为：H=500-L。当L=500mm时，物料高度H=0。
3.2 电控控制原理
零点漂移检测装置PLC程序开始运行后，PLC判断电子皮带秤状态，当电子皮带秤处于停机或手动状态时不进行下一步。当电子皮带秤处于自动运行状态时，读取电子皮带秤的瞬时流量和负载重量。物料高度连续30秒大于3mm时，表明秤在过料生产，电子皮带秤正常计量。物料高度要连续30秒小于3mm时，这是生产时每批次头部、尾部或中间无料期间，虽然电子皮带秤在自动运行，但是电子皮带秤上并没有物料，属于电子皮带秤空运转状态。当此时连续5秒内电子皮带秤瞬时流量>15kg/h或物料重量<-0.10kg时，表明电子皮带秤零点漂移已经超出精度范围。零点漂移检测装置的监控操作站实时发出报警信息，同时零点漂移检测装置的PLC通过网络给电子皮带秤发出皮重需要校零信号，电子皮带秤就会自动进入皮重校零模式，电子皮带秤给自身的上游设备发出停止进料信号，电子皮带秤开始自动皮重校零。电子皮带秤校零结束后，校零结束信号反馈给零点漂移检测装置，PLC开始下一个程序循环。
3.3 防差错措施
当激光位移传感器模拟量错误输入信号和电子器件受到干扰时电子皮带秤也有可能存在误校情况发生，为了防止出现零点误校情况发生，零点漂移检测装置读取电子皮带秤本次校准后的零点值和上次校准后的零点值，当两个零点值的绝对值差小于1%时，认为电子皮带秤零点校准正常。当两个零点值的绝对值差大于1%时，监控操作站显示报警信息，需要人为来确定电子皮带秤是否处于正常状态。
4 结语
通过零点漂移检测与报警，当秤称重传感器发生故障或异常时，能够及时有效的发现实际生产中出现的问题，及时发现电子皮带秤零点的漂移，实现电子皮带秤零点的自动校准。并及时传递报警信息通知维修和计量人员，对电子皮带秤进行快速有效维护等工作。降低了故障率，提升电子皮带秤的稳定性、准确性及可靠性，从而提高了再造烟叶生产过程中预处理段物料的计量精度和再造烟叶的产品品质。
参考文献
[1] 刘加树，崔传宝，等.电子皮带秤零点漂移检测装置：中国，CN10880 1431A[P].2018-11-13.
[2] 缪常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2016.
[3] C（J、K、P）6E型电子皮带秤使用说明书[Z].昆明船舶设备集团有限公司，2012.
