Nouveau système de pesée combiné intelligent

Résumé: Visant le problème de la faible précision et du manque de rapidité dans le système de pesage à balance combinée traditionnelle lors du pesage de matériaux inégaux, un nouveau système de pesage à balance combinée intelligente est proposé. Le système de pesée comprend une combinaison multi-têtes, une cellule de pesée de haute précision et un convertisseur A/D haute résolution. À l'heure actuelle, Guangdong Kenwei et Highdream en sont les représentants. L'unité de détection photoélectrique et le mécanisme de vibration qu'ils ont conçus améliorent considérablement la précision du pesage dynamique de particules inégales. L'algorithme de filtrage numérique rapide est utilisé pour améliorer la vitesse de mesure. Les données de simulation et les expériences montrent que la conception du système de pesage s'adapte efficacement au processus de pesage de matériaux inégaux, améliore efficacement la précision et la rapidité du pesage et répond aux besoins réels de la production. 

Mots clés : système de pesage, balance combinée, cellule de charge pour matériaux inégaux, convertisseur A/D haute résolution, filtrage numérique 

Introduction

Ces dernières années, le développement rapide de la science et de la technologie a conduit au développement rapide de la production industrielle, et la demande de systèmes de pesage à balance combinée dans l'industrie alimentaire, comme les emballages de petite et moyenne taille, est devenue de plus en plus exigeante. La balance d'emballage traditionnelle à pesée unique présente les inconvénients d'une faible capacité anti-interférence, d'une vitesse d'emballage lente, d'une faible précision de mesure de l'emballage, d'une consommation d'énergie élevée, etc. et pour les matériaux uniques ou inégaux, le monomère est appelé. L'échelle d'emballage ne peut pas mesurer avec précision la qualité du matériau, ce qui entraîne une augmentation du taux de défaillance. Avec le développement de la technologie informatique et de la technologie microélectronique, de plus en plus de recherches sur les systèmes de pesage dans ce domaine ont été effectuées, et les systèmes de pesage automatique avec des ingrédients précis, une fiabilité élevée et une forte capacité anti-interférence peuvent mieux résoudre ces problèmes. Et améliorer considérablement l'efficacité de la production et l'efficacité économique 

1.Conception du système

Le matériel du système de pesage se compose de cinq parties : unité centrale de traitement, contrôle des vibrations, contrôle des cylindres, acquisition de données et interface homme-machine. La partie d'acquisition de données comprend une partie de conditionnement de signal et une partie de conversion A/D ; la partie de commande de réglage du cylindre est composée d'un circuit de commande de réglage et d'une électrovanne de cylindre. Le schéma fonctionnel de la structure matérielle du système de pesage est illustré à la figure

1. 1 unité centrale de traitement

L'unité centrale de traitement utilise un processeur ARM 32 bits et constitue le centre de contrôle et d'acquisition de données pour l'ensemble du système de pesage. L'unité centrale réalise l'ensemble du système de pesage en utilisant l'échange d'informations avec chaque partie de détection et l'actionneur, ainsi que le programme de communication de l'interface homme-machine. Le moteur vibrant adopte le programme de contrôle PWM, le programme de contrôle de réglage du cylindre, la conversion A/D et le programme de calcul. contrôle intelligent. L'unité centrale surveille l'état du matériau en temps réel grâce à la détection du commutateur photoélectrique et ajuste l'amplitude du moteur de vibration pour garantir que le matériau de la trémie de préparation est suffisant ; la qualité de la charge est convertie par la cellule de charge et est convertie en signal de tension par conditionnement du signal et A/D ; Le signal de tension est calculé par l'unité centrale et converti en une quantité numérique, qui est affichée sur l'interface homme-machine 

1.2 contrôle des vibrations

Le système utilise un interrupteur de détection photoélectrique sans contact pour contrôler le chargeur vibrant. Lorsque le commutateur de détection photoélectrique détecte que le matériau dans la plaque vibrante de la ligne n'est pas suffisant ou insuffisant, un signal d'alimentation est envoyé à l'unité centrale, et l'unité centrale de traitement envoie un signal d'alimentation à la machine de transport de matériau jusqu'à ce que le commutateur de détection photoélectrique détecte que le matériau dans la plaque vibrante de la ligne n'est pas suffisant ou insuffisant. détecte le matériau. Démarrez ensuite le moteur de vibration, ajustez l'amplitude et le temps de vibration appropriés et envoyez le matériau dans chaque trémie. 

1. Commande 3 cylindres

La partie commande du vérin réalise le travail de la tige de gaz télescopique pneumatique. Ouvrez la porte de la trémie et envoyez le matériau vers la trémie de pesée. L'unité centrale de traitement réalise un contrôle intelligent pour terminer le moment où la vanne électrique du cylindre doit être ouverte ou fermée, afin que le système puisse terminer avec précision le processus de pesage.

Lorsque la trémie de pesée ne contient pas de matériau ou que le matériau n'est pas suffisant, l'unité centrale envoie un signal pour ajouter le matériau. À ce moment, le circuit de commande ouvrira l’électrovanne du cylindre et recevra le signal d’ouverture renvoyé par l’électrovanne. L'unité centrale vérifie également toujours la qualité du matériau dans la trémie de pesée pour éviter un excès de matériau et que la qualité dépasse la valeur requise. 

1. 4 collecte de données

Dans la trémie de pesée, le matériau est produit en masse par la cellule de pesée puis transmis à la carte principale du dispositif de contrôle via le câble. L'unité centrale lit et enregistre la qualité de chaque trémie de pesée, puis calcule, combine et combine pour sélectionner une trémie de pesée combinée proche de la masse cible. Lors de la réception du signal de décharge de demande envoyé par la machine d'emballage, l'unité centrale envoie un signal pour activer le pilote du moteur du godet de pesée, ouvre le godet de pesée sélectionné et décharge le produit dans la trémie de décharge pour entrer dans la machine d'emballage.

Considérant que le champ électromagnétique généré par la bobine du vibrateur électromagnétique a une influence sur l'échantillonnage A/D, lorsque la cellule de pesée transmet la qualité du matériau au circuit de conditionnement du signal, le module d'échantillonnage A/D est ajouté avec un blindage pour le blindage du champ magnétique. . Après une série de programmes tels que l'amplification et le filtrage, l'A/D est converti en une quantité numérique reconnaissable par l'unité centrale, et la méthode de filtrage moyenne médiane est effectuée par l'unité de traitement, et la grande valeur et la petite valeur sont éliminées. pour trouver la moyenne. La valeur est prise comme valeur d'échantillon finale. L'organigramme de la collecte de données est présenté à la figure 2.

1. 5 interfaces homme-machine

Ce système de pesée utilise un écran LCD tactile et développe une interface conviviale avec son propre logiciel. Le fonctionnement de toutes les fonctions du système lourd symétrique et le réglage de l'amplitude du moteur de vibration peuvent être réalisés en touchant l'écran. En touchant l'écran, l'opérateur peut voir l'heure et la qualité de chaque pesée sur la barre d'information, facile à utiliser.

En raison de l'influence de l'environnement externe et de ses propres conditions, l'entrée-sortie de la cellule de charge à jauge de contrainte utilisée dans le système est non linéaire [6], le capteur doit donc être calibré et corrigé. Le poids de la valeur de qualité d'étalonnage est placé tour à tour sur le plateau du capteur et la qualité est affichée sur la barre d'information de l'écran. En fonction de l'écart par rapport à la valeur de qualité d'étalonnage, la valeur d'écart est saisie dans la colonne de texte correspondant à l'étalonnage initial. Après la correction du modèle inverse, le système effectue une conversion d'étalonnage et termine le processus d'étalonnage 

2 La structure d'apparence du système de pesée

Le système de pesage intelligent adopte la conception d'alimentation par vibration. Il présente les caractéristiques d'une grande trémie de stockage, d'une balance combinée, d'un mécanisme de vibration et d'une détection photoélectrique. Il peut réaliser la méthode de pesée de tailles de matériaux inégales et a un effet de pesée précis. . Le système de pesée mesure 84 cm de long, 124 cm de haut et 65 cm de large. Il utilise des matériaux de détection photoélectriques. La plaque vibrante avec moteur vibrant est installée en bas. Les garde-corps sont conçus des deux côtés pour empêcher le matériau de tomber. La partie médiane est quatre. Le principe de la balance combinée, la balance de chaque balance est de 2 kg ; 4 trémies de préparation sont placées. Le matériau circule à travers la trémie de stockage vers les quatre plateaux de pesée pour un calcul précis. Après avoir déchargé la tige de gaz, le matériau est poussé vers la trémie de déchargement pour être emballé. 

2. 1 système de vibrations

La partie vibrante réalise la fonction de vibration du système de pesée et l'unité centrale réalise un contrôle intelligent pour compléter la fonction d'alimentation du système de pesée. La structure de la machine vibrante est représentée sur la figure 3.

Ce système de vibration est équipé d'un bouton d'aide sur l'arbre rotatif du moteur pour provoquer de fortes vibrations sous la rotation rapide du moteur. Le plateau du bloc moteur vibrant et le plateau d'alimentation vibrant sont fixés par soudure. Un ressort est monté dans le manchon souple en plastique du ressort pour soutenir la plaque vibrante et améliorer l'effet de vibration 

2. 2 Mécanisme de préparation et de pesée

Le matériau entre dans la trémie de préparation depuis la plaque vibrante. Lorsque le plateau de pesée est inactif, la tige de la vanne de la trémie ouvre la vanne de la trémie, le matériau est placé dans 4 plateaux de pesée pour le pesage et le signal est transmis à l'unité centrale de traitement pour le calcul et la combinaison. . Une fois la combinaison terminée, la tige de gaz de décharge pousse le matériau dans la trémie de décharge pour terminer un processus. Pendant le processus de pesée, le mécanisme vibrant est activé, le matériau est envoyé vers la trémie, en attendant le prochain cycle pour s'accélérer. Afin d'éviter que le matériau ne dépasse la plage du capteur de pression, le plateau de pesée est protégé contre le pied de pression sur le plateau de pesée pour protéger le capteur de pression. Le capteur de pression de Guangdong Kenwei L'échelle combinée a une bonne correspondance des valeurs de rigidité dynamique et les performances des spécifications grandes, moyennes et petites sont meilleures.

3 Résultats des tests

5‰ Par la mesure et l'analyse des données de pesée inégales du système de pesée combiné, la masse réelle de l'unité de pesée est utilisée et les données sont simulées à l'aide de Matlab, la précision est de 0. 5‰. La qualité standard du test de pesée et les résultats de pesée réels correspondants sont présentés dans le tableau 1.

Selon les données ci-dessus, une relation appropriée entre la qualité standard et la qualité de pesée réelle est établie, et la courbe d'ajustement entre les deux est obtenue, réalisant ainsi l'étalonnage des données. Grâce aux tests, la qualité de pesée standard et réelle présente une bonne relation linéaire dans les matériaux uniformes et irréguliers.

4 conclusion

    Après tests et tests, le système de pesage est précis dans la mesure, le matériau de détection photoélectrique est sensible, la vitesse de réglage des vibrations du volume du matériau est rapide et la précision de pesage répond aux exigences attendues. Le système de pesée peut améliorer l'efficacité de la production des petits fabricants d'emballages alimentaires et améliorer les avantages économiques ; il a une valeur de référence pour le développement et la conception de certains systèmes de pesage automatique dans des domaines tels que le pesage irrégulier et la vitesse lente.