Projeto de uma balança dinâmica

Projeto de uma balança dinâmica

0 Introdução
A dynamic checkweigher is a device that performs real-time dynamic weighing of products under the operation of a fully automatic production line and automatically classifies the products based on the weighing resultsO presente trabalho centra-se no planeamento e na concepção de uma balança de controlo dinâmica em linha para uma linha de enchimento de óleo lubrificante de 200 L. Os requisitos são os seguintes:

O peso de um tambor de 200 L de óleo lubrificante acabado é de 185,3 kg e o intervalo de desvio admissível fixado pela empresa é de (185,3 ± 0,3) kg.O desvio da balança dinâmica concebida neste documento deve ser controlado dentro de ±0.1 kg.

(2) Pode efectuar um controlo de peso em tempo real dos barris de 200 L de produto acabado na linha de enchimento.Pode filtrá-los ou retirá-los automaticamente da linha de produção e emitir simultaneamente um sinal de alarme sonoro e visual..

A balança de controlo dinâmica deve ser capaz de pesar a uma velocidade de 120 barris por hora.

(4) Os dados de pesagem podem ser imediatamente transmitidos ao controlador da máquina de enchimento, ajustando assim o volume de enchimento, poupando matérias-primas,e fornecimento de apoio técnico ao controlo dos custos e à gestão aperfeiçoada das empresas [1].

1Composição e princípio de funcionamento da balança dinâmica
A balança dinâmica é composta por um transportador, sensores de pesagem, controlador de exibição de pesagem, sistema de controlo e dispositivo de rejeição.O transportador é colocado na plataforma de pesagem do sensor de pesagemO transportador é constituído por três partes: motor, redutor e rolos transportadores [2]. A configuração da balança dinâmica é mostrada na Figura 1,e a estrutura do sistema de controlo é mostrada na figura 2.

Figura 1 Diagrama esquemático da configuração da balança dinâmica

Figura 1 Diagrama esquemático da configuração da balança dinâmica

Figura 2 Estrutura do sistema de controlo da balança dinâmica

Figura 2 Estrutura do sistema de controlo da balança dinâmica

2 Projeto de hardware do pesador dinâmico
O projeto de hardware deste artigo inclui a seleção de hardware, o projeto de circuito principal elétrico, o projeto de circuito de controle e a alocação de pontos de E/S do PLC.

2.1 Selecção do equipamento
Este trabalho selecciona o equipamento hardware com base nos princípios de satisfação das necessidades de produção, desempenho de alto custo, alta confiabilidade e deixando uma certa margem, como mostrado no Quadro 1.

Quadro 1 Equipamento de hardware Descarregar Quadro original

Quadro 1 Equipamento de hardware

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Quadro 1 Equipamento de hardware

2.2 Projeto do circuito principal elétrico
O circuito principal da balança dinâmica é mostrado na Figura 3 e inclui principalmente: interruptor, contatador, protetor de sobretensão (SPD), transformador de isolamento, fonte de alimentação de comutação, PLC,transportador de correiaO sistema é ligado através do interruptor QF1 e todo o equipamento do circuito principal é ligado.Como é alimentado por uma fonte de alimentação AC de três fases com uma tensão de 380 V, mas o circuito de controle de entrada do PLC, a tela sensível ao toque e o relé intermediário do sistema exigem uma fonte de alimentação DC de 24 V, uma fonte de alimentação de comutação é necessária para fornecer uma fonte de alimentação DC de 24 V.A gestão de energia do PLC é fornecida por 220 V AC após o transformador de isolamento e a fonte de alimentação de comutação.

Figura 3 Circuito principal elétrico

Figura 3 Circuito Elétrico Download Imagem Original

2.3 Distribuição do circuito de controlo e dos pontos de entrada/saída do PLC
De acordo com o princípio de controlo, os pontos de entrada, saída (I/O) e os endereços dos registos intermediários são razoavelmente alocados como se mostra nos quadros 2 a 4.,Relais intermediários, etc. Todo o sistema de controlo pode ser controlado automaticamente ou manualmente para a balança dinâmica através do interruptor de comutação.Os dois modos de controlo servem como backup um para o outroO diagrama de fiação do circuito de comando do PLC é mostrado na Figura 4.

Tabela 2 Atribuição de endereço de entrada digital Baixe a tabela original

Tabela 2 Atribuição de endereços de entrada digitais

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Tabela 2 Atribuição de endereços de entrada digitais

Tabela 3 Atribuição de endereço de saída digital Baixe a tabela original

Tabela 3 Atribuição de endereços de saída digitais

Figura 4 Filamentos do circuito de controlo do controlador do PLC

Figura 4 Diagrama de fiação do circuito de controle do host PLC Download Imagem original

Quadro 4 Atribuição de endereços do registo intermediário Descarregar Quadro original

Quadro 4 Atribuição dos endereços intermediários do registo

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Quadro 4 Atribuição dos endereços intermediários do registo

3 Design de software de balança dinâmica
3.1 Projeto do programa do ecrã táctil
Em primeiro lugar, o software de programação Vijeo Designer é utilizado para configurar a interface de tela sensível ao toque, incluindo a interface de processo, a interface manual, a interface de alarme, etc., conforme mostrado nas figuras 5 a 7.Então..., o "arquivo" preenchido é descarregado para o processador de ecrã táctil através da interface de comunicação do computador portátil e do ecrã táctil Schneider GXU3512,e a comunicação entre o ecrã sensível ao toque e o PLC é estabelecida [2]A interface de configuração inclui parâmetros tais como o peso atual, o sistema de arranque/paragem, a contagem acumulada de baldes, o peso acumulado e o tempo de funcionamento da correia.

Figura 5 Edição da "Interface de Processo"

Figura 5 Editação da "Interface do Processo" Baixe a imagem original

Figura 6 Edição da "Interface Manual"

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Figura 7 Edição da "Interface de alarme"

Figura 7 Edição da "interface de alarme" Download Imagem original

3.2 Projeto do programa do PLC
3.2.1 Configuração do hardware e conceção do programa principal
O PLC Schneider TM218LDA16DRN é o núcleo do sistema de controlo do presente documento.a configuração de hardware e as configurações do controlador de exibição de pesagem são realizadas utilizando a So Machine M218 v2.0.31.45 software de programação, conforme ilustrado nas figuras 8 e 9. Os diagramas da escada de comando são escritos como mostrado nas figuras 10 a 12 para realizar as seguintes funções:Iniciação e parada do transportador de correia e controlo lógico correspondente; pesagem em tempo real, rejeição de desvios, indicação de falhas e alarme; e controlo de protecção necessário [3].

Figura 8 Configuração de hardware do sistema de controlo

Figura 8 Configuração de hardware do sistema de controlo

Figura 9 Configuração do controlador de visualização de pesagem Ind131

Figura 9 Configuração Configurações do Controlador de Display de Pesagem Ind131 Download Original Image

Figura 1-0 Programa principal

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Figura 1-1 Programa de controlo 1

Figura 1-1 Programa de controlo 1 Baixe a imagem original

Figura 1-2 Programa de controlo 2

Figura 1-2 Programa de controlo 2 Baixe a imagem original

3.2.2 Carregamento/Download de programas e depuração do sistema
(1) Definição de variáveis. As variáveis servem de ponte entre as áreas funcionais do ecrã táctil e os pontos de entrada/saída do PLC Schneider.a tela sensível ao toque pode realizar funções como entrada de parâmetros para o PLC, controlo funcional e saída do valor de corrente do PLC, tal como mostrado na figura 13.

(2) O programa é baixado para o PLC. Configure a porta de comunicação, estabeleça comunicação entre o PLC e o computador, baixe o programa PLC concluído para o PLC,e testar o programa através da função de estado do programa e software de simulação. Se forem encontrados problemas, modifique o programa a tempo. As configurações das estações mestre e escrava do Modbus são mostradas nas Figura 14 e 15, e as configurações da linha serial são mostradas na Figura 16.

Figura 1-3 Configurações de variáveis

Figura 1 3 Configurações de variáveis Download Imagem original

Figura 1-4 Configuração Mestre Modbus

Figura 1 14 Modbus Configuração Mestre Download Imagem Original

Figura 1-5 Configuração do Modbus Slave

Figura 1 15 Configuração do Modbus Slave Download Imagem original

Figura 1-6 Configurações da linha de série

Figura 1 6 Configurações de linha serial Download Imagem original

(3) Após a depuração normal do software PLC e a conclusão do software de configuração do ecrã táctil, todo o sistema é depurado conjuntamente.O sinal de retroalimentação e todos os motores são simulados para funcionar de acordo com os requisitos reais de controlo, a fim de detectar se o funcionamento e o desempenho de todo o sistema podem satisfazer os requisitos de projeto.Após todos os testes serem normais, o teste de simulação de situações de alarme de falha também é realizado.

4Análise da resistência à interferência para melhorar a precisão das balanças
4.1 Principais factores que afectam a precisão das balanças dinâmicas
(1) O volume do produto a pesar, o peso ideal, a velocidade de transporte, etc. Neste caso, os barris de 200 L de óleo lubrificante a pesar têm relativamente pouco movimento,e a velocidade de transporte é de 120 tambores por hora, que corresponde à velocidade da linha de enchimento e do instrumento de controlo da pesagem.

(2) A precisão da célula de carga e do instrumento de controlo de pesagem selecionados.

(3) A temperatura, a umidade, a vibração do solo e a circulação do ar no ambiente circundante.temperatura e umidade estáveis, e vibração baixa no solo.

4.2 Análise anti-interferência
Neste trabalho, a anti-interferência é plenamente considerada na selecção de equipamentos e no desenho de circuitos.

(1) Equipamento de proteção eletromagnética: este artigo aplica a proteção eletromagnética através de três medidas:são colocados em troncos revestidos de aço galvanizado de carbono com boa ligação elétrica entre os troncosA distância paralela entre os cabos de comando e os cabos de alimentação é mantida superior a 600 mm para evitar interferências electromagnéticas externas.

(2) Aquecimento para anti-interferência. Neste artigo, todos os circuitos de sinal são aterrados através de fios para um ponto de aterramento comum. Aquecimento de sinal e de energia AC devem ser separados.O solo de blindagem do cabo de sinal e o solo do equipamento do sistema PLC são compartilhadosO comprimento do fio de aterragem é encurtado e o fio de aterragem e o terminal são utilizados em conformidade com as especificações normalizadas.

(3) Protecção contra raios e resistência a interferências.e instalação de dispositivos de proteção contra sobretensões (SPD), para obter proteção contra raios e resistência a interferências [4].

5 Ensaios de balança dinâmica e avaliação do desempenho
Depois de a balança dinâmica ter sido depurada,Foi testado durante duas semanas com um peso padrão de 200 kg que tinha passado a verificação em conformidade com o "Regulamento de verificação das balanças digitais de indicação JJG539-2016"Foram recolhidos um total de 10 grupos e 40 dados de medição para análise estatística, conforme indicado no quadro 5.uma velocidade de funcionamento correspondente à linha de enchimento, forte capacidade anti-interferência, cumpre plenamente os requisitos da tecnologia de processo e é fácil de definir e operar.

Quadro 5 Análise dos dados de ensaio da balança dinâmica de pesagem

Tabela 5 Análise dos dados de ensaio da balança dinâmica

A partir do desenho da pesagem dinâmica,Este artigo realiza a pesagem 100% online de barris acabados de 200L de óleo lubrificante através da aplicação de Schneider PLC em balanças dinâmicas de pesagemComparado com a verificação de local manual cronometrada tradicional, a eficiência é aumentada em 10 vezes e o custo de mão-de-obra é economizado.e a vantagem da pesagem online em tempo real é óbviaOs dados de medição podem ser reabastecidos na máquina de enchimento para conseguir o ajuste automático do volume de enchimento, o que economiza muito os custos.O peso dos produtos na linha de produção pode ser monitorizado remotamenteA Comissão considera que o programa de investigação e de desenvolvimento tecnológico, que visa a melhoria do nível de informatização da empresa, merece uma ampla promoção.