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1、兰州理工大学毕业设计说明书 摘 要 本文介绍了国内外电子皮带秤的发展情况及其在烟草、冶金、矿业、医药等行业的应用状况及最新动态，分析了电子皮带秤的称重原理，指出了各种皮带秤的优点和不足，阐述了误差的来源及减少误差的方法。选择了适合于烟草行业的皮带秤秤架系统。运用软件工程的设计方法，根据国内外可编程序控制器(PLC)的发展现状和相关的工艺特点，提出了以PLC为主机的电子皮带秤的设计思想及总体要求，分析了动态测量控制系统的功能特性、硬件结构、软件环境及功能扩展性问题。探讨了测控技术的相关理论及实现方法，并结合国内外电子皮带秤的应用实际，将当今先进成熟的变频调速技术、脉冲测速技术、触摸屏技术与PLC
2、融为一体，择优选配了控制主机及系统硬件，设计了一种以PLC为控制主杌的动态测量控制系统，从而使电子皮带秤具有较好的测量、控制性能和较高的工程实用价值，同时也降低了工程费用，提高了系统的性价比。在此基础上，针对原系统存在的操作不便、实时性差等问题。提出了改进方案。实践证明，新方案解决了原有系统存在的问题，有广阔的推广价值。 关键词：电子皮带秤称重传感器在线计量 硬件设计 ABSTRACT The developing statUS abeut the electronic belt balance at home and abroad and its newest trend and the a
3、pplication StatLIS in the tobacco，metallurgy，mmmg industry，medicine fields were described in this articleAt the same time，the weighing principle of the electtonic belt balance was also analyzed in this article，pointed out the advantages and disadvantages of the electronic belt balance and described
4、the source ofthe elror and the method ofreducing error alSO in itUtilized the software engineering design method and based on the technological characteristic ofthe programmable 109ic controller(PLC)at home and abroad。it has proposed the design theught and overall requests for the electronic belt ba
5、lance which the PLC was taken as the main engine，and analyzes the frlnctioncharacteristic，the hardware structure，the software environment and the function extension for the dynamic surver control svstem Combining with the application of the electrenic belt balance at home and abroad，it discussed the
6、 related theory and the realization method of the survey and centreI technology and the realization method and put the advanced mature frequency conversion velocity modulation technology，the pulse measure technologytouchscreen technology into PLC as one Unitselects the main cotatrel engine and the s
7、ystem hardwire and designs the dynamic survey Control svstem that taking PLC as the main COntrel engineSO that it has made the electronic belt balance a better surveying and contr01 perfofinance and the higher value of project practical application Meanwhile，it has also reduced the project expense a
8、nd enhanced the system cost performance An improve plan has been put forward according to the problems of inconvenient operation and bad real time difierence existing in the original system . Practice proved that the new plan has solved the problems existing in the original system and has a broad sp
9、read valuekeywordselectronic belt balance，hardware design，centralized batch，software design 目录摘 要1第1章 绪论61.2 皮带秤及其称重技术的概述713皮带秤在国内烟草行业中应用及趋势814 本文研究内容8第2章 系统总体方案设计102.1 设计题目的确定102.1.1 设计题目要求102.1.2 设计要求分析122.2 系统设计的指导思想132.3 系统的组成及总体方案设计142.3.1 硬件配置142.3.2 软件设计14第3章 电子皮带秤称重原理及误差分析163.1 电子皮带秤称重原理163.
10、1.1 称重装置163.1.2 称重系统基本原理173.1.3 皮带秤工作流程193.2 电子皮带秤的误差来源分析203.2.1 称重误差203.2.2 数据检测与处理误差213.2.4 环境误差23第4章 系统硬件设计254.1 硬件设计总体分析254.2 双托辊秤台设计264.3 称重传感器的选择274.4 称重模块的选择324.5 旋转编码器的选择384.6 PLC的选择394.6.1 CPU的选择404.6.2 输入输出模块的选择414.6.3 电源模块的选择424.6.4 计数器模块的选择424.6.5 变频器的选择42第5章 皮带秤系统软件设计455.1 西门子s7300简介455
11、.1.1 概述455.1.2 S7300的组成455.1.3 S7300的类型465.1.4 S7300的功能465.1.5 S7-300的通讯465.2 系统的软件设计475.2.1 PLC程序控制软件设计475.2.2 PLC主程序设计495.2.3 皮重程序程序设计515.2.4 称重程序程序设计52第6章 总结与体会546.1 总结546.2 体会55参考文献57外文资料59原文59译文73致谢84附录85 1 第1章 绪论1.1 课题的研究意义及背景1皮带秤在烟草、医药等工业领域有着十分广泛的应用，并贯穿于生产线的大部分工序。它在输送物料的同时进行计量和控制，直接影响着生产的工艺和技
12、术，对生产经营和产品质量起着重要作用。电子皮带秤作为卷烟生产线中重要的计量、控制设备，对生产线上的各个环节分别起着流量计量、流量控制、精确掺兑配比，投入产出统计等重要作用。随着人民生活水平的提高以及推出的国家新的烟草制丝线工艺规范，对产品质量提出了更加严格的要求，而电子皮带秤作为卷烟制丝线中的关键设备，对其计量精度、控制性能、稳定性及使用的方便性也提出可更高的要求。目前，卷烟企业配置的电子皮带秤从设计制作到使用仍存在问题，一是有些企业使用的皮带秤还未更新，在设计制造上存在：（1）采用单片机为主机的机电控制模式，编程、调试、修改很不方便。（2）采用了显示的人机界面，信息量少，无法对工况进行实时监
13、控。二是有些企业虽然更换的新型的皮带秤，但在选配控制系统的模块，旋转编码器及现场调试及使用方面还存在很多问题。三是由于温度湿度等环境的影响使得物料及灰尘粘连在皮带上造成皮重的变化，从而引起计量误差。四是目前在卷烟企业中使用的电子皮带秤大多属于托辊式电子皮带秤，所以无法避免“皮带效应”对称重过程产生的不良影响，从而使得皮带秤在使用过程中暴露出稳定性和可靠性问题。并且卷烟制丝工艺过程中，烟丝流量是重要的参数，对烟丝流量的控制精度优劣是由电子皮带秤的精度决定的。可编程控制器是当前卷烟生产设备系统控制核心的主流选择，已在卷烟生产的卷制和包装设备上广泛应用。从制造、现场调试到使用的相关技术已经成熟，具有
14、编程简单、使用方便、能在线修改、可靠性高和维护性好的特点。使用、数据融合、脉冲测速、触摸屏和变频调速等技术对电子皮带秤进行重新设计改造后，系统的准确性及稳定性将得到稳步增强，可靠性和可维护性将大大提高。可在现场控制系统不做大调整的情况下，通过软件的修改来改变控制范围和控制参数，很方便地进行设备布局变更，从而适应制丝线频繁的工艺改造，提高制丝线的产品质量。因此追求更加卓越的性能和完备的功能，以高可靠、高稳定、高精度为目标，向多功能、多用途、集控化、网络化的方向发展是摆在我们面前的重要课题。具有重大的研究意义.1.2 皮带秤及其称重技术的概述1皮带秤最早出现在十九世纪末期的西方工业发展时期，其设计灵感来源于斗式输送机的称重装置。这种装置可以实现散料的连续自动称重，并于年获得了计量许可。随着皮带秤适用领域的扩大，人们对其相关技术日益关注，英国等西方一批发达国家先后成立了专门的皮带秤研究试验基地，集聚了一批学者和技术人员从事这方面的研究。据不完全统计，仅年至年的十年间，国外公布的有关皮带秤的技术发明专利就达七十多项，其中以前苏联最多，其次是日本。这些专利技术大多数涉及提高动态称重的准确度和如何改善检测方法，对提高皮带秤设计、制造和维护水平起到了积极作用。六十年代初期，美国衡器公司的博士用
