專利名稱：雙恒定給料皮帶秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型雙恒定給料皮帶秤給料方法涉及的是一種基于重力稱量原理的動(dòng)態(tài)連續(xù)輸送、動(dòng)態(tài)計(jì)量、定量給料皮帶秤，適用于建材、化工、冶金、煤碳、糧食等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)量、多組分配料等工業(yè)過(guò)程控制。
目前的懸臂式恒速皮帶秤為杠桿式秤架，無(wú)緩沖裝置，物料到達(dá)帶面時(shí)，對(duì)秤架的運(yùn)轉(zhuǎn)和荷重傳感器受力干擾嚴(yán)重。配套電磁振動(dòng)給料機(jī)調(diào)節(jié)物料的輸送量、控制對(duì)象是電振機(jī)的振幅，工作線性范圍窄、受電網(wǎng)電壓、頻率、機(jī)械振動(dòng)等干擾嚴(yán)重、控制回路復(fù)雜、可靠性低。而目前使用的調(diào)速式皮帶秤配套各種調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料輸出量的調(diào)節(jié)，控制對(duì)象是調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，其控制特性受物料粒度、倉(cāng)壓、電網(wǎng)電壓、頻率、秤架轉(zhuǎn)矩變化等多種參數(shù)的影響，運(yùn)行中易出現(xiàn)振蕩，超調(diào)滯后等不穩(wěn)定特性，參數(shù)難以穩(wěn)定到最佳狀態(tài)。調(diào)速電機(jī)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜、元件數(shù)量多、可靠性低，尤其是采用直流電機(jī)控制和變頻調(diào)速控制時(shí)，上述缺點(diǎn)更為嚴(yán)重，直流電機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)本身也存在適應(yīng)性差、維護(hù)復(fù)雜的缺點(diǎn)。變頻調(diào)速控制目前仍受到進(jìn)口器件的制約，特別是主回路大功率模塊。國(guó)內(nèi)尚無(wú)替代產(chǎn)品。當(dāng)采用滑差調(diào)速電機(jī)時(shí)，雖可采用較簡(jiǎn)易的可控硅半橋控制，但為了獲得高品質(zhì)的控制特性，仍需采用多重環(huán)路的控制方案，從而降低可靠性指標(biāo)，另外滑差電機(jī)能耗高抗粉塵能力差、調(diào)節(jié)范圍窄等都給調(diào)速式皮帶秤帶來(lái)固有的缺陷。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述皮帶秤存在的不足之處提供一種雙恒定給料皮帶秤，采用動(dòng)態(tài)連續(xù)稱量、定量給料的時(shí)間控制方式，通過(guò)物料重量的檢測(cè)與給定量的比較，其誤差用增減運(yùn)行周期的方式來(lái)消除，從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確計(jì)量、定量給料、穩(wěn)定運(yùn)行。
雙恒定給料皮帶秤給料方法是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的雙恒定給料皮帶秤主要結(jié)構(gòu)由秤體、荷重傳感器、磁感應(yīng)測(cè)速傳感器、控制柜以及配套裝置料倉(cāng)構(gòu)成?？刂乒駜?nèi)裝有電氣執(zhí)行元件部分、電氣保護(hù)元件部分、微機(jī)控制器。秤體主要結(jié)構(gòu)由機(jī)架、主動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒、跑偏調(diào)整器、環(huán)形傳送皮帶、傳送皮帶松緊托輥、掛碼架、中心稱量托輥及稱量機(jī)構(gòu)、荷重傳感器、十字簧片、配重鐵、異步交流電機(jī)、磁感應(yīng)測(cè)速傳感器、減速機(jī)、傳動(dòng)鏈構(gòu)成。電氣執(zhí)行元件部分裝在皮帶秤異步交流電機(jī)的主回路上可采用固態(tài)繼電器或雙向可控硅、電氣保護(hù)元件部分包括熱継電器、空氣開關(guān)。微機(jī)控制器主要由CPU、存貯器、鍵盤、顯示器、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、荷重信號(hào)放大器、通訊部分、速度信號(hào)輸入、看門狗電路、光電隔離部分、電源部分組成。磁感應(yīng)測(cè)速傳感器裝在異步交流電機(jī)輸出軸上，電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)在電機(jī)輸出軸上由磁感應(yīng)測(cè)速傳感器檢測(cè)并送給微機(jī)控制器處理，由荷重傳感器測(cè)得的荷重信號(hào)及磁感應(yīng)測(cè)速傳感器測(cè)得的速度信號(hào)可以計(jì)算出流量及累積量，在微機(jī)控制器上可以設(shè)定物料的輸送量。配套裝置料倉(cāng)裝在傳送皮帶緩沖輸送段上部，靠在從動(dòng)滾筒一端。料倉(cāng)由料倉(cāng)、閘門、下料口、下料口料層調(diào)節(jié)板構(gòu)成。
雙恒定給料皮帶秤以完全不同的控制方式提供高品質(zhì)的連續(xù)稱量、定量給料設(shè)備，該設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不需另外任何給料設(shè)備調(diào)節(jié)皮帶秤的料層厚度，也就是料層厚度不需調(diào)節(jié)，電機(jī)轉(zhuǎn)速固定不需調(diào)節(jié)，控制對(duì)象是時(shí)間，通過(guò)物料重量的檢測(cè)與給定量的比較，其誤差用增減運(yùn)行周期的方式來(lái)消除，從而實(shí)現(xiàn)定量給料和物料輸出量的調(diào)節(jié)。由于該皮帶秤采用時(shí)間控制方式，不受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種惡劣環(huán)境及各種影響量干擾。這種控制方式定量給料秤的出現(xiàn)，使電子皮帶秤的工業(yè)應(yīng)用達(dá)到更高水平。由于該秤具有時(shí)間調(diào)節(jié)快速準(zhǔn)確、電機(jī)為開環(huán)控制，控制回路環(huán)節(jié)少、元件數(shù)量少、簡(jiǎn)捷明了易于操作維護(hù)，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，準(zhǔn)確計(jì)量運(yùn)行穩(wěn)定。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是雙恒定給料皮帶秤結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是雙恒定給料皮帶秤微機(jī)控制器原理圖。
圖3是雙恒定給料皮帶秤電氣執(zhí)行部分、保護(hù)元件部分示意圖。
參照附圖1雙恒定給料皮帶秤主要結(jié)構(gòu)具有機(jī)架(21)，機(jī)架一端裝有主動(dòng)滾筒(1)，另一端裝有從動(dòng)滾筒(7)、環(huán)形傳輸皮帶(2)裝在主、從動(dòng)滾筒上，從動(dòng)滾筒(7)上裝有跑偏調(diào)整器(8)，機(jī)架(21)上部裝有托輥(22)，以支托環(huán)形傳送皮帶(2)，機(jī)架下部裝有皮帶松緊托輥(9)以調(diào)節(jié)傳送皮帶松緊，還裝有皮帶跑偏自動(dòng)調(diào)整裝置(10)。中心稱量托輥及稱量機(jī)構(gòu)(4)裝在機(jī)架上部稱量敏感部分(傳送皮帶稱量敏感段)，裝有掛碼架(5)、十字簧片(15)、配重鐵(16)；荷重傳感器(3)裝在稱量機(jī)構(gòu)(4)下部。通過(guò)傳輸線與控制柜(20)相連，控制柜(20)內(nèi)裝有電氣執(zhí)行元件部分，保護(hù)元件部分、微機(jī)控制器、異步交流電機(jī)(13)輸出軸與減速機(jī)(12)相連；減速機(jī)可采用單級(jí)減速裝置，通過(guò)傳動(dòng)鏈(11)帶動(dòng)主滾筒(1)、磁感應(yīng)測(cè)速傳感器(14)裝在異步交流電機(jī)(13)輸出軸上，通過(guò)傳輸線與控制柜(20)相連。配套裝置料倉(cāng)裝在皮帶秤緩沖輸送段上部，由料倉(cāng)(19)、閘門(18)、下料口(17)、下料口料層調(diào)節(jié)板構(gòu)成。閘門(18)裝在料倉(cāng)(19)下部與下料口(17)之間，下料口出口裝有下料口料層調(diào)節(jié)板(6)。
參照附圖3，電氣執(zhí)行元件部分裝在皮帶秤、異步交流電機(jī)D1的主回路上，采用固態(tài)繼電器或雙向可控硅，SD11、SD12、SD13，并與微機(jī)控制器相連接。保護(hù)元件部分包括熱繼電器RJ1裝在電機(jī)D1的三相電源線上，空氣開關(guān)ZK1為三相電源開關(guān)。
參照附圖2，微機(jī)控制器原理圖。微機(jī)控制器主要由CPU、存貯器、鍵盤、顯示器、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、荷重信號(hào)放大器、通訊部分、速度信號(hào)輸入、看門狗電路、光電隔離部分、電源部分組成。CPU微機(jī)控制器采用MCS-51系列高檔8位單片機(jī)為中央處理器，該系列單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、工作溫度寬、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
存貯器控制電路中擴(kuò)展了一片6264隨機(jī)存貯器，一片27128只讀存貯器，6264是一片8KBX8的隨機(jī)存貯器，用于存放由鍵盤輸入的各項(xiàng)參數(shù)及運(yùn)行過(guò)程中計(jì)算機(jī)得到的一些參量。6264由一可靠的掉電保護(hù)電路供電，關(guān)機(jī)或停電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，27128為一16KBX8只讀存貯器，存放控制器的全部程序。
鍵盤、顯示器；控制器具有16只LED顯示器16只輕觸薄膜按鍵，16只顯示器分為左、右兩個(gè)顯示區(qū)，各用于顯示A、B兩臺(tái)秤的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中前6位顯示參數(shù)值，第七位顯示參數(shù)代碼，最低位用于報(bào)警顯示，控制器的16只按鍵用對(duì)控器的各種操作，其中一鍵是轉(zhuǎn)換鍵，用于轉(zhuǎn)換鍵盤對(duì)A路秤或B路秤操作。鍵盤和顯示器由一片8279模塊管理。
I/O接口控制器擴(kuò)展了兩片8255，其中8255(1)PA口用于輸出數(shù)字量給4片0832(DAC)，由其輸出A、B兩臺(tái)秤平均流量和積量模擬量信號(hào)、PB口接收模數(shù)換器AD574的轉(zhuǎn)換結(jié)果，PC口用于DAC0832及AD574的通道選擇。8255(2)的PC口的一部分用于輸出開關(guān)量控制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)74LS245緩沖送出給固態(tài)繼電器或雙向可控硅控制電機(jī)。8255(2)PA口接收外部給定開關(guān)信號(hào)，以決定當(dāng)前流量由外還是內(nèi)部設(shè)定。PB口及PC口的一部分構(gòu)成一個(gè)打印機(jī)接口。
A/D轉(zhuǎn)換控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換由AD574完成，它將經(jīng)放大器放大的荷重信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量，再通過(guò)8255(1)的PB口送給CPU進(jìn)行處理，由于控制器要控制兩臺(tái)秤，因此AD574要分別對(duì)兩路荷重信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，該工作由多路開關(guān)MC4051及8255(1)部分PC口完成。
荷重信號(hào)放大器、荷重傳感器送出電壓信號(hào)是毫伏級(jí)，必須經(jīng)放大后才能送AD574進(jìn)行轉(zhuǎn)換，MC1558和OP07組成了儀器放大器，可將毫伏電壓放大到滿量程的10V。
通訊部分該部分由1488和1489完成與上位機(jī)RS232接口通訊，利用該功能可構(gòu)成主從式多機(jī)通訊系統(tǒng)，一臺(tái)上位管理機(jī)控制數(shù)臺(tái)控制器，而無(wú)需直接模擬量輸入/輸出，通過(guò)此口可以完成上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。
速度信號(hào)輸入磁感應(yīng)測(cè)速器將測(cè)得的脈沖信號(hào)通過(guò)8253送給CPU處理。
看門狗看門狗電路由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123構(gòu)成，它始終監(jiān)視著控制器的工作狀態(tài)，一旦發(fā)生死機(jī)，該電路可迅速使控制器回到正常控制狀態(tài)。
光電隔離該部分由多片TLP521-4光電耦合器組成，它使控制器控制部分與外圍電路電氣完全分離，可有效的防止干擾信號(hào)串入，提高了系統(tǒng)的可靠性。
電源共有七組電源，其中控制部分有+5V、±12V三組，模擬部分有+5V、±12V、+10V四組，其中±12V、+10V采用了兩片可調(diào)式電路，使電壓的穩(wěn)定性得到提高，從而保證了稱重的精度。
權(quán)利要求1.一種雙恒定給料皮帶秤，由秤體、荷重傳感器、測(cè)速傳感器、控制柜、配套裝置料倉(cāng)構(gòu)成；秤體結(jié)構(gòu)由機(jī)架、主動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒、跑偏調(diào)整器、環(huán)形傳送皮帶、傳送皮帶松緊托輥、掛碼架、中心秤量托輥及稱量機(jī)構(gòu)、荷重傳感器、十字簧片、配重鐵、異步交流電機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)鏈構(gòu)成；控制柜內(nèi)裝有電氣執(zhí)行元件部分、電氣保護(hù)元件部分、微機(jī)控制器；配套裝置料倉(cāng)由料倉(cāng)、閘門、下料口、下料口料層調(diào)節(jié)板構(gòu)成，其特征是電氣執(zhí)行元件部分裝在皮帶秤異步交流電機(jī)的主回路上，采用固態(tài)繼電器或雙向可控硅；測(cè)速傳感器采磁感應(yīng)測(cè)速傳感器，裝在異步交流電機(jī)輸出軸上；微機(jī)控制器由CPU、存貯器、鍵盤、顯示器、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、荷重信號(hào)放大器、通訊部分、速度信號(hào)輸入、看門狗電路、光電隔離部分、電源部分組成。
專利摘要本實(shí)用新型雙恒定給料皮帶秤是一種基于重力稱量原理的動(dòng)態(tài)連續(xù)輸送、動(dòng)態(tài)計(jì)量、定量給料皮帶秤，結(jié)構(gòu)由秤體、荷重傳感器、測(cè)速傳感器、控制柜、配套裝置料倉(cāng)構(gòu)成；其特征是電氣執(zhí)行元件部分裝在皮帶秤異步交流電機(jī)的主回路上，采用固態(tài)繼電器或雙向可控硅，測(cè)速傳感器采用磁感應(yīng)測(cè)速傳感器裝在異步交流電機(jī)輸出軸上；微機(jī)控制器由CPU、存貯器、鍵盤、顯示器、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、荷重信號(hào)放大器、通訊部分、速度信號(hào)輸入、看門狗電路、光電隔離部分、電源部分組成。
文檔編號(hào)G01G11/00GK2239020SQ9523984
公開日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1995年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者宋成法, 寧競(jìng), 朱小襄 申請(qǐng)人:宋成法, 寧競(jìng)