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新型工业称重配料仪表控制方案

发布日期： 2014-06-27

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　　电子工业称重是一门新兴现代自动化技术，它是从计量衡器基础上发展而来，普通计量用衡器主要是示值显示，而工业称重配料一般直接参与控制，对称重配料仪表精度和稳定性的要求都很高，精度和稳定性直接决定产品的质量。由于发展时间比较短，应用还不是很成熟，各厂家在组成系统和信号处理上各不相同，为方便系统互连，往往牺牲zui关键的精度指标。

　　常见的称重配料仪表组合控制方案主要有以下几种：

　　1、方案一：采用带模拟电流输出的称重计量仪表：仪表直接接受传感器信号，仪表可指示重量、并将重量值转换成4——20mA信号输出至DCS或PLC信号模块，由DCS或PLC再将4——20mA信号转换成重量值，并由DCS或PLC进行控制。

　　缺点：由于信号经过称重配料仪表和DCS两次转换，误差会大大增加；而且校秤时称重仪表和DCS要单独进行校准，必须进行两次；仪表和DCS数值不统一，容易引起误导。

　　2、方案二：采用带通讯输出的称重计量仪表：仪表直接接受传感器信号，仪表可指示重量、并将重量值采用数字信号经通讯接口传输至DCS或PLC信号模块，由DCS或PLC显示重量值，并由DCS或PLC进行控制。该方案可有效避免仪表和DCS显示值不统一的问题，校秤时仅校称重仪表即可。

　　缺点：由于信号经过仪表和DCS进行通讯传输，配料误差不会增加，但配料计量仪表和DCS的通讯处理比较复杂，需要专门的驱动程序。一般仪表的通讯稳定性不好，通讯中断或超时频率较高、会影响控制功能。

　　3、方案三：采用带通讯输出的称重控制仪表：仪表直接接受荷重传感器信号，仪表可指示重量、并将重量值采用数字信号经通讯接口传输至DCS或PLC信号模块，由DCS或PLC显示重量值，该方案与方案二近似，差别是由仪表进行控制，DCS仅作数据指示，控制风险较小。该方案可有效避免仪表和DCS显示值不统一的问题，校秤时仅校称重仪表即可。缺点：由于信号经过仪表和DCS进行通讯传输，误差不会增加，但计量仪表和DCS的通讯处理比较复杂，需要专门的驱动程序。一般仪表的通讯稳定性不好，通讯中断不会影响控制功能，但会影响数据显示。该类仪表仅能进行定量控制，不能控制速度。

　　4、方案四：采用带模拟电流输出的重量变送器：变送器直接接受重量传感器信号，但不能现场指示重量，只将重量值转换成4——20mA信号输出至DCS或PLC信号模块，由DCS或PLC再将4——20mA信号转换成重量值，并由DCS或PLC进行控制。缺点：由于信号经过变送仪表和DCS两次转换，误差会大大增加；而且校秤时要先调变送器，然后在DCS上进行校准。

　　新型称重方案

　　从事工业称重应用和研究，以上几种控制方案在工程中都有应用，积累了丰富的工程经验。先后使用过龙芯智业称重仪表，托利多称重变送器、托利多T600控制仪、志美CB920称重显示控制器及国产多个设备，均存在这样和那样的问题，集中反映在以下方面：测量精度难以控制；

　　通讯互连互通问题zui难解决，与现有PLC\DCS接驳困难。早期产品通讯功能较差，许多参数无法在线修改，修改设置会中断生产；通讯中断频率高；校准程序复杂，个别甚至必须进行两次校准；

　　控制程序比较简单，现有产品大多适用于定量包装行业，对于比较复杂的工艺，如化工称重配料，需要同步控制机泵和阀门，同时需要手自切换、临时中断、随即添加等，在现有称重配料控制器上都无法实现。

　　为此我们组织技术人员，设计开发了新型的称重配料控制系统，选用西门子200系列PLC和文本显示器，配合智能数字称重接线盒进行测量和控制。

　　该方案采用智能数字接线盒进行称重数据的D\A转换，将毫伏信号直接转换成数字信号，采用工业串行通讯协议RS485标准将信号传输至PLC，PLC进行数据处理、计算和控制，并将信号传输至DCS系统进行数据监控。

　　该方案有以下优点：

　　*采用数字接线盒进行一次性信号转换，可达到200000字\mV的分辨率，大大提高了测量精度；

　　*采用性能稳定的PLC进行数据处理和控制，由于PLC接受的是通讯信号，不再进行信号转换，不会增加额外误差；PLC直接进行控制可降低设备故障风险，DCS进行监控和数据管理，真正达到了分散控制、集中管理的原则。

　　*由于PLC选用西门子200系列兼容产品，与现有DCS系统和PLC系统兼容性好，不需专门开发驱动程序，调试简单而且通讯稳定，通讯故障率低。

　　*采用文本显示器进行信息显示，可直接显示中文信息，比一般数码管式的称重仪表更方便，而且信息量大，可以指示传感器故障等信息。

　　*校准方便，即可从现场校准，又可从DCS上进行校准，二者任选其一。