CN109323738A - 智能配料称重*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能配料称重***,其特征在于,包括:给料机、主输送机、重量传感器、速度传感器、称重显示控制器、上位计算机、变频器、配料皮带秤和可编程控制器,其特征是:称重显示控制器通过导线分别与重量传感器、速度传感器、上位计算机、变频器和可编程控制器相连,重量传感器和速度传感器分别通过导线与配料皮带秤相连,配料皮带秤通过导线与主输送机相连,主输送机还通过导线与可编程控制器,给料机通过导线与变频器相连。上述智能配料称重***,称重显示控制器主要采用模糊PID控制程序实现实时动态调节***偏差。
Description
技术领域
本发明涉及配料称重技术领域,特别是涉及智能配料称重***。
背景技术
目前在配料和输送过程的称重技术在能源、冶金、制造、交通、化工等行业应用比较广泛,但大多数配料和输送过程的称重***采用常规PID调节方式进行控制,其不足之处是:第一,准确度不高、稳定度不高和称重智能化方面比较落后,不能进行网络化管理;第二,整个称重***中的定量包称装秤、配料秤、自动重量检验秤和实时动态调节能力差,不能适应现代综合配料和输送***,第三,传统的称重***不能实现本地和/或远程的虚拟化控制,且***中不含故障诊断程序,虽然个别有故障诊断程序,但其诊断方法与传统的机电设备诊断方法相同。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种智能配料称重***,实现二维模糊处理形式的PID控制、多类型传感器信息融合、串并行混合故障检测以及本地和/或远程控制的称重***。
一种智能配料称重***,包括:给料机、主输送机、重量传感器、速度传感器、称重显示控制器、上位计算机、变频器、配料皮带秤和可编程控制器,其特征是:称重显示控制器通过导线分别与重量传感器、速度传感器、上位计算机、变频器和可编程控制器相连,重量传感器和速度传感器分别通过导线与配料皮带秤相连,配料皮带秤通过导线与主输送机相连,主输送机还通过导线与可编程控制器,给料机通过导线与变频器相连;
还包括称重控制台、服务器控制台和投料控制台,称重控制台包括电子秤、控制器、条码打码机、扫描装置A和显示装置C,控制器分别与电子秤、条码打码机、扫描装置A、显示装置C相连接;服务器控制台包括服务器控制器和显示装置A,服务器控制器与显示装置A相连接;投料控制台包括投料控制器和扫描装置B,投料控制器与扫描装置B相连接;服务器控制台的服务器控制器分别与称重控制台的控制器、投料控制台的投料控制器相连接。
在另外的一个实施例中,称重显示控制器主要包括:中央处理单元、时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块、键盘、总线接口,称重显示控制器的硬件结构为:时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块和键盘一起并联接入中央处理单元中,显示模块和电源模块相连,总线接口与通信处理模块相连;
称重显示控制器的控制程序的控制方法为:第一步,将重量传感器送入的信号经过滤波放大处理模块和A/D转换芯片进行处理,同一时刻将速度传感器送入的信号经过整形单元进行处理后,送入中央处理单元,中央处理单元再调用称重算法内的计算方法计算得出此时刻的实时流量值和某段时间内累计流量值,中央处理单元通过上位计算机读入上一时刻模糊PID控制程序的执行命令,将其作为此时刻流量给定值传送给模糊PID控制程序,并通过显示模块显示出来;第二步,将第一步得出的瞬时流量值和流量给定值,经过PID调节控制程序后,通过A/D转换芯片进行处理后发出执行命令;第三步,执行命令调整后经分三路输出,其中一路传送给上位计算机,上位计算机将其处理后输出新的流量给定值后,返回到称重显示控制器中,第二路传送给变频器,从而调节给料机的运动,第三路传递给可编程控制器,从而调节主输送机的运动;第四步,重量传感器测量给料机新的数据,速度传感器测量主输送机新的数据,并将其送入中央处理单元作为下一个流程的测量值。
上述的称重显示控制器的控制程序还包含配料皮带秤空转时的定长重量清零程序的方法:首先输入配料皮带的长度,再读入皮带速度的实时值,然后利用积分方法求得皮带运行长度,再判断皮带是否运行了一周,如果没有,就继续读入皮带速度的实时值,直到皮带运行了一周,然后重量调零,再对所有调零次数得到的重量值求均值,然后,一路输出,另一路再进入对时间清零,然后返回的继续测量皮带速度进行下一个周期清零计算。
在另外的一个实施例中,模糊PID控制程序采用传统的PID调节控制程序和模糊控制程序并行使用;
其中模糊PID控制程序的控制方法为:首先,接收到实时流量值和上位计算机给予的上一时刻流量给定值时,再将实时流量值与上位计算机给予的上一时刻流量给定值通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量偏差值,然后将流量偏差值与设定好的标准流量偏差值相比较,若流量偏差值小于或等于设定好的标准流量偏差值时,就按照传统的PID调节控制程序得出执行命令,调整后输出;若流量偏差值大于设定好的标准流量偏差值时,就按照模糊控制程序得出执行命令,调整后输出。
在另外的一个实施例中,模糊控制程序的控制方法为:首先,读入此时刻的实时流量值和通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量变化率,经过模糊推理后,重新设定PID的参数p、i和d的数值,再经过新设定的参数p、i和d进行PID调节运算,得出此时刻的执行命令。
在另外的一个实施例中,多组该称重***通过称重显示控制器的通信处理模块和总线接口分别与各自上位计算机相连,上位计算机之间通过路由器相连,路由器、远程控制计算机、主服务器通过以太网交换机相连,以太网交换机还与IP主干网相连,构成了以太网结构。
在另外的一个实施例中,在上位计算机和/或远程控制计算机中固化了虚拟仪器程序和故障诊断***,实现了现场和/或远程模拟、记录和控制现场操作过程。
在另外的一个实施例中,故障诊断过程***中在寻找故障传感器位置的方法为:先将查找顺序分成从高到低若干层次,每个高层管理着多个下一层,每一个下一层内部的单元之间采用串连和/或并联的形式连接,最底层上放置着所有的传感器进行并联或者串连,接着,按从高到低层的顺序查询故障,最后,找出每一个故障传感器。
在另外的一个实施例中,所述电子秤是电子台秤。
在另外的一个实施例中,所述扫描装置A是扫描枪。
在另外的一个实施例中,所述显示装置C是触摸式液晶显示屏。
上述智能配料称重***,称重显示控制器主要采用模糊PID控制程序实现实时动态调节***偏差,而模糊PID控制程序采用传统的PID调节控制程序和模糊控制程序并行使用,当***的偏差小于设定值时,采用传统的PID调节控制程序进行微小调节,当***的偏差大于或等于设定值时,采用模糊控制程序1进行较大调节,从而使PID调节更加合理,更加准确,从而达到实时动态合理地调节***偏差。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种智能配料称重***的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种智能配料称重***,包括:给料机、主输送机、重量传感器、速度传感器、称重显示控制器、上位计算机、变频器、配料皮带秤和可编程控制器,其特征是:称重显示控制器通过导线分别与重量传感器、速度传感器、上位计算机、变频器和可编程控制器相连,重量传感器和速度传感器分别通过导线与配料皮带秤相连,配料皮带秤通过导线与主输送机相连,主输送机还通过导线与可编程控制器,给料机通过导线与变频器相连;
还包括称重控制台、服务器控制台和投料控制台,称重控制台包括电子秤、控制器、条码打码机、扫描装置A和显示装置C,控制器分别与电子秤、条码打码机、扫描装置A、显示装置C相连接;服务器控制台包括服务器控制器和显示装置A,服务器控制器与显示装置A相连接;投料控制台包括投料控制器和扫描装置B,投料控制器与扫描装置B相连接;服务器控制台的服务器控制器分别与称重控制台的控制器、投料控制台的投料控制器相连接。
在另外的一个实施例中,称重显示控制器主要包括:中央处理单元、时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块、键盘、总线接口,称重显示控制器的硬件结构为:时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块和键盘一起并联接入中央处理单元中,显示模块和电源模块相连,总线接口与通信处理模块相连;
称重显示控制器的控制程序的控制方法为:第一步,将重量传感器送入的信号经过滤波放大处理模块和A/D转换芯片进行处理,同一时刻将速度传感器送入的信号经过整形单元进行处理后,送入中央处理单元,中央处理单元再调用称重算法内的计算方法计算得出此时刻的实时流量值和某段时间内累计流量值,中央处理单元通过上位计算机读入上一时刻模糊PID控制程序的执行命令,将其作为此时刻流量给定值传送给模糊PID控制程序,并通过显示模块显示出来;第二步,将第一步得出的瞬时流量值和流量给定值,经过PID调节控制程序后,通过A/D转换芯片进行处理后发出执行命令;第三步,执行命令调整后经分三路输出,其中一路传送给上位计算机,上位计算机将其处理后输出新的流量给定值后,返回到称重显示控制器中,第二路传送给变频器,从而调节给料机的运动,第三路传递给可编程控制器,从而调节主输送机的运动;第四步,重量传感器测量给料机新的数据,速度传感器测量主输送机新的数据,并将其送入中央处理单元作为下一个流程的测量值。
上述的称重显示控制器的控制程序还包含配料皮带秤空转时的定长重量清零程序的方法:首先输入配料皮带的长度,再读入皮带速度的实时值,然后利用积分方法求得皮带运行长度,再判断皮带是否运行了一周,如果没有,就继续读入皮带速度的实时值,直到皮带运行了一周,然后重量调零,再对所有调零次数得到的重量值求均值,然后,一路输出,另一路再进入对时间清零,然后返回的继续测量皮带速度进行下一个周期清零计算。
在另外的一个实施例中,模糊PID控制程序采用传统的PID调节控制程序和模糊控制程序并行使用;
其中模糊PID控制程序的控制方法为:首先,接收到实时流量值和上位计算机给予的上一时刻流量给定值时,再将实时流量值与上位计算机给予的上一时刻流量给定值通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量偏差值,然后将流量偏差值与设定好的标准流量偏差值相比较,若流量偏差值小于或等于设定好的标准流量偏差值时,就按照传统的PID调节控制程序得出执行命令,调整后输出;若流量偏差值大于设定好的标准流量偏差值时,就按照模糊控制程序得出执行命令,调整后输出。
在另外的一个实施例中,模糊控制程序的控制方法为:首先,读入此时刻的实时流量值和通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量变化率,经过模糊推理后,重新设定PID的参数p、i和d的数值,再经过新设定的参数p、i和d进行PID调节运算,得出此时刻的执行命令。
在另外的一个实施例中,多组该称重***通过称重显示控制器的通信处理模块和总线接口分别与各自上位计算机相连,上位计算机之间通过路由器相连,路由器、远程控制计算机、主服务器通过以太网交换机相连,以太网交换机还与IP主干网相连,构成了以太网结构。
在另外的一个实施例中,在上位计算机和/或远程控制计算机中固化了虚拟仪器程序和故障诊断***,实现了现场和/或远程模拟、记录和控制现场操作过程。
在另外的一个实施例中,故障诊断过程***中在寻找故障传感器位置的方法为:先将查找顺序分成从高到低若干层次,每个高层管理着多个下一层,每一个下一层内部的单元之间采用串连和/或并联的形式连接,最底层上放置着所有的传感器进行并联或者串连,接着,按从高到低层的顺序查询故障,最后,找出每一个故障传感器。
在另外的一个实施例中,所述电子秤是电子台秤。
在另外的一个实施例中,所述扫描装置A是扫描枪。
在另外的一个实施例中,所述显示装置C是触摸式液晶显示屏。
上述智能配料称重***,称重显示控制器主要采用模糊PID控制程序实现实时动态调节***偏差,而模糊PID控制程序采用传统的PID调节控制程序和模糊控制程序并行使用,当***的偏差小于设定值时,采用传统的PID调节控制程序进行微小调节,当***的偏差大于或等于设定值时,采用模糊控制程序1进行较大调节,从而使PID调节更加合理,更加准确,从而达到实时动态合理地调节***偏差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能配料称重***,其特征在于,包括:给料机、主输送机、重量传感器、速度传感器、称重显示控制器、上位计算机、变频器、配料皮带秤和可编程控制器,其特征是:称重显示控制器通过导线分别与重量传感器、速度传感器、上位计算机、变频器和可编程控制器相连,重量传感器和速度传感器分别通过导线与配料皮带秤相连,配料皮带秤通过导线与主输送机相连,主输送机还通过导线与可编程控制器,给料机通过导线与变频器相连;
还包括称重控制台、服务器控制台和投料控制台,称重控制台包括电子秤、控制器、条码打码机、扫描装置A和显示装置C,控制器分别与电子秤、条码打码机、扫描装置A、显示装置C相连接;服务器控制台包括服务器控制器和显示装置A,服务器控制器与显示装置A相连接;投料控制台包括投料控制器和扫描装置B,投料控制器与扫描装置B相连接;服务器控制台的服务器控制器分别与称重控制台的控制器、投料控制台的投料控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,称重显示控制器主要包括:中央处理单元、时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块、键盘、总线接口,称重显示控制器的硬件结构为:时钟芯片、显示模块、滤波放大处理模块、整形单元、通信处理模块、A/D转换芯片、电源模块和键盘一起并联接入中央处理单元中,显示模块和电源模块相连,总线接口与通信处理模块相连;
称重显示控制器的控制程序的控制方法为:第一步,将重量传感器送入的信号经过滤波放大处理模块和A/D转换芯片进行处理,同一时刻将速度传感器送入的信号经过整形单元进行处理后,送入中央处理单元,中央处理单元再调用称重算法内的计算方法计算得出此时刻的实时流量值和某段时间内累计流量值,中央处理单元通过上位计算机读入上一时刻模糊PID控制程序的执行命令,将其作为此时刻流量给定值传送给模糊PID控制程序,并通过显示模块显示出来;第二步,将第一步得出的瞬时流量值和流量给定值,经过PID调节控制程序后,通过A/D转换芯片进行处理后发出执行命令;第三步,执行命令调整后经分三路输出,其中一路传送给上位计算机,上位计算机将其处理后输出新的流量给定值后,返回到称重显示控制器中,第二路传送给变频器,从而调节给料机的运动,第三路传递给可编程控制器,从而调节主输送机的运动;第四步,重量传感器测量给料机新的数据,速度传感器测量主输送机新的数据,并将其送入中央处理单元作为下一个流程的测量值;
上述的称重显示控制器的控制程序还包含配料皮带秤空转时的定长重量清零程序的方法:首先输入配料皮带的长度,再读入皮带速度的实时值,然后利用积分方法求得皮带运行长度,再判断皮带是否运行了一周,如果没有,就继续读入皮带速度的实时值,直到皮带运行了一周,然后重量调零,再对所有调零次数得到的重量值求均值,然后,一路输出,另一路再进入对时间清零,然后返回的继续测量皮带速度进行下一个周期清零计算。
3.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,模糊PID控制程序采用传统的PID调节控制程序和模糊控制程序并行使用;
其中模糊PID控制程序的控制方法为:首先,接收到实时流量值和上位计算机给予的上一时刻流量给定值时,再将实时流量值与上位计算机给予的上一时刻流量给定值通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量偏差值,然后将流量偏差值与设定好的标准流量偏差值相比较,若流量偏差值小于或等于设定好的标准流量偏差值时,就按照传统的PID调节控制程序得出执行命令,调整后输出;若流量偏差值大于设定好的标准流量偏差值时,就按照模糊控制程序得出执行命令,调整后输出。
4.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,模糊控制程序的控制方法为:首先,读入此时刻的实时流量值和通过称重算法内的计算方法计算得出此时刻的流量变化率,经过模糊推理后,重新设定PID的参数p、i和d的数值,再经过新设定的参数p、i和d进行PID调节运算,得出此时刻的执行命令。
5.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,多组该称重***通过称重显示控制器的通信处理模块和总线接口分别与各自上位计算机相连,上位计算机之间通过路由器相连,路由器、远程控制计算机、主服务器通过以太网交换机相连,以太网交换机还与IP主干网相连,构成了以太网结构。
6.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,在上位计算机和/或远程控制计算机中固化了虚拟仪器程序和故障诊断***,实现了现场和/或远程模拟、记录和控制现场操作过程。
7.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,故障诊断过程***中在寻找故障传感器位置的方法为:先将查找顺序分成从高到低若干层次,每个高层管理着多个下一层,每一个下一层内部的单元之间采用串连和/或并联的形式连接,最底层上放置着所有的传感器进行并联或者串连,接着,按从高到低层的顺序查询故障,最后,找出每一个故障传感器。
8.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,所述电子秤是电子台秤。
9.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,所述扫描装置A是扫描枪。
10.根据权利要求1所述的智能配料称重***,其特征在于,所述显示装置C是触摸式液晶显示屏。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190212 |