钢瓶在线自动称重系统

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第一章方案的提出及特色

第一节方案提出

信息化、自动化的今天，随着新技术的发展和应用，对工业生产也越来越提出更高的

要求。企业的生产发展应用新的理念，开始实现工厂生产自动化、信息化。为协同这一理念，我们对钢瓶生产的称重系统进行改造，轻松实现增加设备而不增加工作人员，减少人为影响，使称重过程预见性加强，通过上位机对称重数据的管理，实时数据共享。数据库的应用使得称重数据得以保存，通过对各个型号钢瓶数据的分析，相关工作人员可以得到某批次、某日、某月、某年钢瓶的合格率和对数据的二次开发，为钢瓶的生产提供说服性的数据，提高企业竞争力。

其次节工作原理及特色

流水线上的钢瓶在完成清洗后，由翻瓶装置将钢瓶翻滚到称重系统工作辊道（简称辊道1），钢瓶进入辊道1，触发行程开关1，启动辊道1电机，使钢瓶运往称重平台，到达称重区域，触发光电开关1或2，电机停转、气缸上升托起钢瓶进行称重，称重数据待稳定后传送给打字机和上位机，上位机给一反馈信号，气缸下降、钢瓶落到辊道、电机启动，当钢瓶到达下一流程时触发行程开关3，电机停转、翻瓶装置翻瓶，钢瓶被翻走后触发行程开关4、翻瓶装置回落，触发行程开关2、电机启动，称重完成。此系统动作均可手动控制。

上位机与称重仪表、钢瓶打字机、水落试验机、网络存储器通过网络相连接。仪表把称重数据传给上位机，上位机在接收到数据后给仪表一反馈信号，控制气缸回落。钢瓶打字机、水压试验机在把上位机传输过来的数据利用过后，把其各自产生试验数据回传给上位机，由上位机统一管理，该系统实现了现场无人值守的计量方式和远程传输的本地化计量，整个计量过程自动控制，可以明显的减少人为误差。具有明显的实用性、安全性、可靠性和先进性。并大大提高工作效率，降低生产成本。该系统技术先进、操作便利、运行速度快、运行界面友好，具有良好的通用性。连接方式如图1-1所示。

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图1-1系统连接方式

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其次章系统概述

钢瓶在线称重系统主要由称重执行、数据处理两大模块组成。

第一节称重执行机构

1、系统组成

本系统由PLC、控制柜、继电器、位置检测器、称重仪表、称重平台、传感器、缓冲装置、气动元件、电气阀、瓶体托架、信号电缆及安装附件等组成。本系统所用PLC为丰炜VH－24RM，该型号PLC提供两个可以用电位器调理的延时触点，便利了现场的调试，称重仪表采用技术很成熟的耀华HK－3190A9。

称重仪表具有自动ID号自动顺加功能、上下限控制功能、报警功能。自动ID号自动顺加功能：初次输入ID号后，每成功完成一次称重则ID号在前一号基础上加一处理，本ID号为7位，纯数字表示。若需更改ID号，则重新输入ID号即可，以后每次在此基础上继续顺加。ID号断电存储不丢失。

上下限控制：称重时，当传感器采集到一定的数值时才实现ID号的自动累加。报警：实现当数据异常时能够警示员工的作用。

2、系统具有RS232接口，向上位机传输ID号及重量信息。本系统在称重仪表侧有参数可以设定相关的上、下限重量，用以确定称重数值的可靠性及确凿性。采用缓冲平台式称重设计，使称重稳定速度更快，称重精度更高。

3、四只称重传感器，采用信号平衡匹配处理，使钢瓶的重心处于秤体的任何部位都能快速确切地得出称重结果。

4、钢瓶位置自动检测：本系统依靠两个光电开关进行钢瓶的称重定位及可靠性容错处理。由PLC控制。可以实现钢瓶从700—2000mm的自动称重计量要求（而且对于以上不同规格钢瓶称重前均无需调整自控系统）。由于秤台采用平台缓冲式设计，故钢瓶位于秤台的任何位置称重对计量的精度及稳定速度均无影响。

5、钢瓶在线检测：在转动托辊的头部，即上一道工序完工以后，设一检测开关检测此时已有钢瓶处于待称重状态，控制传动电机运行。

6、钢瓶离线检测：在转动托辊的尾部，设一检测开关检测此时钢瓶完成称重并已传送到本系统的尾部，由PLC控制传动电机中止运行。

7、钢瓶传动机构运用原2.2Kw电机，由PLC通过继电器根据实际工况要求控制其运行

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与中止。

其次节数据采集管理部分

1、系统工作概述

由钢瓶称重系统产生重量及瓶号信息，通过其RS485串行口传输至上位计算机，上位计算机串口自动采集来自钢瓶称重系统的信号，通过管理软件将信息写入数据库系统，实现称重信息数据库存储与共享。2、现场条件要求

(1)上位计算机：采用PENTIUMIII400以上CPU处理器、40G硬盘、256M内存、不少于2个串口、不少于2个外置USB接口，10/100M网卡。

(2)上位机运行WINDOWS2000/XP操作系统

(3)软件采用微软的SQLSever2000数据库管理系统，是专为企业数据提供的大型数据库方案，存储数据可达几亿条，安全稳定，速度高。(4)上位机具备访问内部网络的功能，网络布线敷设到上位机旁。3、系统操作流程

(1)钢瓶称重系统对钢瓶进行称重后，自动产生瓶号及重量信息。(2)称重系统产生的瓶号及重量信息经RS232接口传输至上位计算机。

(3)上位计算机经COM口自动接收到重量信息，并经校验无误后自动写入网络服务器数据库系统。

(4)根据数据库系统字段格式并开放数据库各部门对瓶号及重量进行相应的业务处理。各相关职能部门可对原始数据进行二次开发，形成相应的应用程序（不在本系统范围内）。

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第三章上位机管理软件

第一节上位机软件设计原则

主要设计原则有三条。

1、可维护性

考虑到应用的多变性，系统采用层次化设计思想，每层实现特定的功能，并通过标准接口向上层提供透明的服务，因此，最大限度的实现了系统各模块的功能独立性，每一层的改动不影响其它层次。这样可以便利的添加、修改、删除应用，提高系统的可维护性；管理系统采用图形化用户界面，便利管理员管理、维护系统。

2、安全性原则

系统的管理系统与维护系统设置了用户管理权限，采用帐号+操作日志作，对管理员采取有效的管理，最大限度降低内部管理、操作失误带来的不必要的损失。数据完备性根据不同的需要，可以对数据库采取实时热备份或定时备份。

3、输入输出要求

输入：一般为使用人员键盘和鼠标输入。

输出：一般为屏幕输出、打印输出，部分为文件输出。

其次节上位机软件功能模块设计

1、用户登录

A.登录：本系统需要用户登录后才能查看相应信息，每一个用户都拥有自己的用户名和密码，初始阶段由管理员统一设置，用户在登录系统后可以自行修改。B.注销：本系统可以临时注销当前登录用户，等重新操作时再次登录进入程序。C.退出：当用户作业完成后选择退出操作，关闭系统。2、数据维护

A.钢瓶重量：依照钢瓶初次称重的自然顺序与对应的重量进行数据维护，以关键字段的形式形成数据库表单，并可随时进行维护更新。

B.数据备份：对已操作的数据库进行数据备份，以防发生数据灾难时对数据进行恢复，可以采用外部存储介质将其导出并存放。

C.数据恢复：系统出现灾难时对备份过的数据进行恢复，以找回原记录。D.操作日志：记录整个软件系统的操作过程，产生日志性文件。如图3-1所示。

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附录B技术标准

控制系统指标

1.称重容量：200kg

2.分辩力：0.1kg

3.称重钢瓶长度范围：700mm2000mm4.仪表显示方式：LED5.接口形式：RS485

6.数据协议：7.称重形式：8.位置检测：9.系统控制：10.电机控制：11.气缸控制：7位ID号+重量信息缓冲平台式信号平衡匹配光电开关PLCPLC+继电器PLC+电磁阀

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附录C仪表技术参数

1.型号XK3190-A9称重显示器2.确凿度Ⅲ级,n=30003.模拟部分

转换原理双积分式A/D

输入信号范围0mV～18mV最大净输入信号转换速度A/D转换分辩码非线性满量程温度系数标定供桥电源传感器的连接方式4.显示显示周期分度值5.时钟精度6.键盘

数字键功能键键材料7.大屏幕显示器接口传输方式传输的数据格式波特率传输距离8.串行通讯接口

传输方式波特率传输的数据格式传输距离9.打印接口

18mV10～15次/秒50万码＜0.01%F.S8PPM/℃

全部采用键盘操作完成

DC，8V，可连接8个350Ω的传感器或16个700Ω的传

感器采用6线式，长线自动补偿

7位LED，7个状态指示符，3个电量指示符100ms

1/2/5/10/20/50/100可选

可显示年/月/日、时/分/秒，自动闰年、闰月。+5s/24h，不受断电影响。0～9

15个（其中10个与数字键复合使用）轻触式薄膜开关

电流环/RS232信号11位600≤30米

RS232C/RS422(选配)

波特率可选600/1200/2400/4800/9600

10位：1位起始位、8位数据位（ASCⅡ编码）、1位停止位

RS232：≤30米RS422：≤1200米13串行输出方式

标准并行输出接口：可配TpuP16微型打印机、TM800、KX－P1121、KX－P1131、LQ300K＋、LQ1600K宽行打印机内置微打(A9P)：①.打印系统：点阵式（每行96点），采用M-150Ⅱ机头或TpμP-16B机头。

②.打印用纸：普通白纸，纸宽44.5±0.5mm，厚0.07mm，纸卷外经不大于50mm.③.机头寿命：0.5×106行。

10.数据贮存11.使用电源

交流电源直流电源蓄电池使用时间蓄电池充电时间交流保险丝直流保险丝