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电子秤智能控制的改进及应用

时间:2017-12-11 14:14   来源:http://www.shzrhq.com   访问量:

针对电子秤故障诊断能力不足、异常情况频发、维修时间过长等问题,开发出电子秤自诊断控制系统和智能语音报警系统, 可以自动修复常规故障并实时播报异常语音信息,提高检修效率,减少批次异常次数和产品质量波动。

0.引言

在烟草制丝生产线上电子皮带秤是一种连续称重设备,实 现物料的输送、精确计量、恒流量控制、精确掺兑配比、加香加料 控制和定料给料控制等功能用来满足精确控制和数据采集的 要求,为精密加工和稳定制丝产品的质量奠定基础。随着烟草制 丝线自动化和柔性加工的需要,要求电子秤控制技术更先进、精 度更高、数据转换更快、实时通信性更好;同时要求性能稳定、可 靠性高、维护简单、辅助检测功能进一步完善。随着电子皮带秤 技术发展和总线系统的应用为跨平台数据综合应用提供支撑, 各种控制功能得以实现,如指标辅助测试功能,多秤台多传感器 自动切换功能,联合监控功能等,使自诊断校验功能成为可能。

1.存在问题及现状分析

1.1电子皮带秤工作原理

皮带秤由秤架、荷重传感器、测速编码器和触控操作屏等4 大部件组成。控制柜中PC装置在接受由称重传感器来的重量 信号和测速机的速度信号后通过CPU模块运算,得出物料的 瞬时流量、累计重量及电机控制等信号,从而完成电子秤的自动 称重和控制等功能。

当秤架上有物料经过计量段时,对这一区段称重托辊产生 压力,称重托辊将这个力作用到负荷传感器上,使传感器产生一 个与此区段上的物料质量成正比的电压信号。该信号经过称重放大器处理后送入模拟量模块,同时测速机构产生与皮带速度 成正比的脉冲信号,送给可编程控制器进行计算和控制,最后在 触控屏上显示质量、速度、流量和精度等参数。

1.2电子秤控制系统存在问题及现状分析

漯河卷烟厂目前使用的电子皮带秤,采用双托辊、双传感器 结构,物料均匀通过的情况下计量精度较高,能将称量精度控制 在标准范围内;但传感器等故障较多出现异常问题进行维修 ,要通过因素分析、追踪、筛选等方法处理,故障排除时间受维 修员个人因素的影响较大。另外,此种秤已使用十年之久,未经 过项修和改进,控制技术较为落后,自诊断功能较弱。

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从表1可以看出,精度问题、电气故障、流量、荷重、速度瞬 间波动和皮带打滑等是电子秤主要故障,占故障总数的 81.25%。由于电子秤自身故障诊断能力不足导致维修时间过 长、故障排除时间拖延等。

由于自诊断功能较弱不能及时发现电子皮带秤运行中异 常问题往往要到生产结束后数据的比对分析或者是在维修人 员校验后才能发现,自动校验功能更差。怡怡是这些事后发现的 物料计量问题带来难于弥补的质量损失。

2.系统改进及应用

在现有电子皮带秤基础上改造相应机械和电气器件,开发 应用自诊断系统(图2)。在生产前和生产过程中分别增加不同的故障智能 诊断系统实时发现异 常、对异常 做出综合判 断,并对可 能的异常实 施应急措 施,实现故 障自校验,保证控制精 准,实现电 子秤运行状 态可控。

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2.1荷重传 感器判异功 能实现

单托辊双传感器或双秤台四传感器均可实现传感器异常 自诊断:每个荷重传感器工作时将荷重输出信号上传到可编程 控制器,PLC转换和处理接收到的称重信号并对荷重传感器传 输信号周期性扫描(图3)。生产过程中2个秤台同时计量,通过 计算计量数据差值是否超过预设值,判断秤台是否正常运行。出 现精度异常时智能报警系统发出对系统进行检查或自动调整 的指令据此触发自诊断自校验系统工作流程并定位异常发生 部位,从而节省了故障查找和检修时间。

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2.2测速传感器自诊断

电子皮带秤交流电机运行时,旋转编码器发送出代表皮带速 度的脉冲电压信号,经计数器变为速度脉冲,计算整圈的编码器 脉冲数理论值,累计实际一圈的编码器脉冲数,对比2个数值来 检定测速传感器的好坏。当误差有增大趋势时自动修正脉冲信 ,经反复测试,脉冲值误差超过10%以上可判定传感器异常,据 此输出报警信息并通过智能语音报警系统发出语音提示。

2.3位移检测功能实现

在皮带左右两侧增加位置检测接近开关,使接近开关接头 与输送带面距离为2~4 mm,调整活动支架、使左、右接近开关 同时接收到皮带金属片给出的信号同时接收到信号的时间间 隔不能太大。皮带跑偏到一定位置,接近开关检测皮带上左、右 偏离信号,送入PC装置,经判断处理后发出控制信号自诊断 程序启用,确定电 动推杆的运行方 向,给校偏机构发 出指令使皮带自 动恢复至中间位 置,实现自动纠偏 (4。若长期校偏 仍不能使皮带恢复 到中间位置,则发 出带偏信号,并通过语音播报,提醒操作人员及时排除故障、校 正皮带位移。

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2.4 语音报警系统的应用

确定各个异常报警输出阀值报警值,根据逻辑控制设 定限制条件,并编写工艺参数报警输出控制程序将程序异常 输出与语音报警信息一一对应,经过语音处理软件处理,播报 故障信息,同时对故障信息进行分类存储(图5)。对于警示故 ,通过自诊断、自校验系统自动修复,对于禁止故障设备自 动停止运行,并通过语音报警系统定位故障位置提醒巡视人 员处理。

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3.改进效果

自诊断校验系统的应用,减少了批次中的异常次数和产 品质量波动,提高电子秤过程控制能力。经统计分析,异常诊断 能力达85%以上、自校验能力达60%以上,质量缺陷和设备隐 患预防管控能力提高。

智能语音装置与中控系统有机融合在生产前点检 和生产中,及时准确发布设备异常状态提醒操作人员预防 和处理减少误操作和反应时间。异常趋势的判断准确性和 处理效率提高系统能指导维修工准确定位设备故障点、提 高维修效率。

通过自诊断监控画面,语音报警系统的开发电子秤的 维护更简单、性能更可靠,可在行业和同类设备推广应用

 

 

 

 


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