Novedoso sistema de pesaje combinado inteligente

Abstracto: Para abordar el problema de la baja precisión y la falta de puntualidad en el sistema de pesaje con báscula combinada tradicional al pesar materiales irregulares, se propone un nuevo sistema de pesaje con báscula combinada inteligente. El sistema de pesaje cuenta con una combinación de cabezales múltiples, una celda de carga de alta precisión y un convertidor A/D de alta resolución. En la actualidad, Guangdong Kenwei y Highdream son los representantes. La unidad de detección fotoeléctrica y el mecanismo de vibración diseñados por ellos mejoran en gran medida la precisión del pesaje dinámico de partículas desiguales. El rápido algoritmo de filtrado digital se utiliza para mejorar la velocidad de medición. Los datos de simulación y los experimentos muestran que el diseño del sistema de pesaje se adapta eficazmente al proceso de pesaje de materiales irregulares, mejora eficazmente la precisión y puntualidad del pesaje y satisface las necesidades reales de producción. 

Palabras clave: sistema de pesaje, báscula combinada, celda de carga de material irregular, convertidor A/D de alta resolución, filtrado digital 

Introducción

En los últimos años, el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología ha llevado al rápido desarrollo de la producción industrial, y la demanda de sistemas de pesaje de báscula combinada en la industria alimentaria, como envases pequeños y medianos, se ha vuelto cada vez más exigente. La báscula de embalaje tradicional de un solo peso tiene las desventajas de una capacidad antiinterferente deficiente, una velocidad de embalaje lenta, una precisión de medición de embalaje baja, un alto consumo de energía, etc. y para materiales únicos o desiguales, el monómero se llama. La báscula de embalaje no puede medir con precisión la calidad del material, lo que resulta en un aumento en la tasa de falla. Con el desarrollo de la tecnología informática y la tecnología microelectrónica, se han realizado cada vez más investigaciones sobre sistemas de pesaje en esta área, y los sistemas de pesaje automático con ingredientes precisos, alta confiabilidad y fuerte capacidad antiinterferente pueden resolver mejor estos problemas. Y mejorar significativamente la eficiencia de producción y la eficiencia económica. 

1.Diseño del sistema

El hardware del sistema de pesaje consta de cinco partes: unidad central de procesamiento, control de vibración, control de cilindro, adquisición de datos e interfaz hombre-máquina. La parte de adquisición de datos incluye una parte de acondicionamiento de señales y una parte de conversión A/D; la parte de control de ajuste del cilindro está compuesta por un circuito de control de ajuste y una válvula eléctrica del cilindro. El diagrama de bloques de la estructura del hardware del sistema de pesaje se muestra en la Figura

1. 1 unidad central de procesamiento

La unidad central de procesamiento utiliza un procesador ARM de 32 bits y es el centro de control y adquisición de datos para todo el sistema de pesaje. La unidad central de procesamiento realiza todo el sistema de pesaje mediante el intercambio de información con cada parte de detección y el actuador, y el programa de comunicación de la interfaz hombre-máquina. El motor de vibración adopta el programa de control PWM, el programa de control de ajuste del cilindro, la conversión A/D y el programa de cálculo. control inteligente. La unidad central de procesamiento monitorea el estado del material en tiempo real a través de la detección del interruptor fotoeléctrico, y ajusta la amplitud del motor de vibración para asegurar que el material de la tolva de preparación sea suficiente; la calidad de la carga es convertida por la celda de carga y se convierte en una señal de voltaje mediante acondicionamiento de señal y A/D; La señal de voltaje es calculada por la unidad central de procesamiento y convertida en una cantidad digital, que se muestra en la interfaz hombre-máquina. 

1.2 control de vibraciones

El sistema utiliza un interruptor de detección fotoeléctrico sin contacto para controlar el alimentador vibratorio. Cuando el interruptor de detección fotoeléctrico detecta que el material en la línea de placa vibratoria no es suficiente o insuficiente, se envía una señal de alimentación a la unidad central de procesamiento, y la unidad de procesamiento central envía una señal de alimentación a la máquina transportadora de material hasta que el interruptor de detección fotoeléctrica detecta el material. Luego encienda el motor de vibración, ajuste la amplitud y el tiempo de vibración adecuados y envíe el material a cada tolva. 

1. control de 3 cilindros

La parte de control del cilindro realiza el trabajo de la varilla de gas telescópica neumática. Abra la puerta de la tolva y envíe el material a la tolva de pesaje. La unidad central de procesamiento realiza un control inteligente para completar cuándo es necesario abrir o cerrar la válvula eléctrica del cilindro, de modo que el sistema pueda completar con precisión el proceso de pesaje.

Cuando la tolva de pesaje no tiene material o el material no es suficiente, la unidad central de procesamiento envía una señal para agregar el material. En este momento, el circuito de control abrirá la válvula eléctrica del cilindro y recibirá la señal de apertura enviada por la válvula eléctrica. La unidad central de procesamiento también verifica siempre la calidad del material en la tolva de pesaje para evitar un exceso de material y que la calidad supere el valor requerido. 

1. 4 recopilación de datos

En la tolva de pesaje, la célula de carga produce el material en masa y luego lo transmite a la placa principal del dispositivo de control a través del cable. La unidad central de procesamiento lee y registra la calidad de cada tolva de pesaje y luego calcula, combina y combina para seleccionar una tolva de pesaje combinada que esté cerca de la masa objetivo. Al recibir la señal de solicitud de descarga enviada por la máquina empacadora, la unidad central de procesamiento envía una señal para activar el controlador del motor del balde de pesaje, abre el balde de pesaje seleccionado y descarga el producto en la tolva de descarga para ingresar a la máquina empacadora.

Considerando que el campo electromagnético generado por la bobina del vibrador electromagnético tiene influencia en el muestreo A/D, cuando la celda de carga transmite la calidad del material al circuito de acondicionamiento de señal, el módulo de muestreo A/D se agrega con un blindaje para blindaje del campo magnético. . Después de una serie de programas como amplificación y filtrado, A/D se convierte en una cantidad digital reconocible por la unidad central de procesamiento, y la unidad de procesamiento realiza el método de filtrado promedio medio, y se eliminan el valor grande y el valor pequeño. para encontrar el promedio. El valor se toma como valor de muestra final. El diagrama de flujo de recopilación de datos se muestra en la Figura 2.

1. 5 interfaz hombre-máquina

Este sistema de pesaje utiliza una pantalla LCD táctil y desarrolla una interfaz fácil de usar con su propio software. El funcionamiento de todas las funciones del sistema pesado simétrico y el ajuste de amplitud del motor de vibración se pueden realizar tocando la pantalla. Al tocar la pantalla, el operador puede ver el tiempo y la calidad de cada pesaje en la barra de información, que es fácil de operar.

Debido a la influencia del entorno externo y sus propias condiciones, la entrada-salida de la celda de carga extensímetro utilizada en el sistema no es lineal [6], por lo que el sensor necesita ser calibrado y corregido. El peso del valor de la calidad de la calibración se coloca a su vez en la bandeja del sensor y la calidad se muestra en la barra de información de la pantalla. Según la desviación del valor de calidad de la calibración, el valor de la desviación se ingresa en la columna de texto correspondiente a la calibración inicial. Después de la corrección del modelo inverso, el sistema realiza la conversión de calibración y completa el proceso de calibración. 

2 La estructura de apariencia del sistema de pesaje.

El sistema de pesaje inteligente adopta el diseño de alimentación por vibración. Tiene las características de tolva de almacenamiento grande, báscula combinada, mecanismo de vibración y detección fotoeléctrica. Puede realizar el método de pesaje de tamaños de material desiguales y tiene un efecto de pesaje preciso. . El sistema de pesaje mide 84 cm de largo, 124 cm de alto y 65 cm de ancho. Utiliza materiales de detección fotoeléctrica. La placa vibratoria con motor vibratorio está instalada en la parte inferior. Las barandillas están diseñadas en ambos lados para evitar que el material se caiga. La parte media es cuatro. El principio de la báscula combinada, la báscula de cada báscula es de 2 kg; Se colocan 4 tolvas de preparación. El material fluye a través de la tolva de material hacia los cuatro platos de pesaje para un cálculo preciso. Después de descargar la varilla de gas, el material es empujado a la tolva de descarga para su embalaje. 

2. 1 sistema de vibración

La parte vibratoria realiza la función de vibración del sistema de pesaje y la unidad central de procesamiento realiza un control inteligente para completar la función de alimentación del sistema de pesaje. La estructura de la máquina vibratoria se muestra en la Figura 3.

Este sistema de vibración está equipado con un botón de ayuda en el eje giratorio del motor para provocar una fuerte vibración bajo la rápida rotación del motor. La bandeja de la unidad del motor vibratorio y la bandeja de alimentación vibratoria se fijan mediante soldadura. Se monta un resorte en el manguito suave de plástico del resorte para soportar la placa vibratoria y mejorar el efecto de vibración. 

2. 2 Mecanismo de preparación y pesaje.

El material ingresa a la tolva de preparación desde la placa vibratoria. Cuando el plato de pesaje está inactivo, la varilla de la válvula de la tolva abre la válvula de la tolva, el material se coloca en 4 platos de pesaje para pesar y la señal se transmite a la unidad central de procesamiento para cálculo y combinación. . Una vez completada la combinación, la varilla de gas de descarga empuja el material hacia la tolva de descarga para completar el proceso. Durante el proceso de pesaje se activa el mecanismo vibratorio, el material es enviado a la tolva esperando que se acelere el siguiente ciclo. Para evitar que el material supere el rango del sensor de presión, el plato de pesaje está protegido contra el pie de presión del plato de pesaje para proteger el sensor de presión. El sensor de presión de Guangdong Kenwei La escala combinada tiene una buena coincidencia de valores de rigidez dinámica y el rendimiento de especificaciones grandes, medianas y pequeñas es mejor.

3 resultados de la prueba

5‰ Al medir y analizar los datos de pesaje desiguales del sistema de pesaje combinado, se utiliza la masa real de la unidad de pesaje y los datos se simulan utilizando Matlab, la precisión es 0. 5‰. La calidad estándar de la prueba de pesaje y los resultados de pesaje reales correspondientes se muestran en la Tabla 1.

Según los datos anteriores, se establece una relación adecuada entre la calidad estándar y la calidad de pesaje real, y se obtiene la curva de ajuste entre las dos, realizando así la calibración de los datos. A través de pruebas, tanto la calidad de pesaje estándar como la real tienen una buena relación lineal tanto en materiales uniformes como irregulares.

4 conclusión

    Después de realizar pruebas y pruebas, el sistema de pesaje tiene una medición precisa, el material de detección fotoeléctrica es sensible, la velocidad de ajuste de la vibración del volumen del material es rápida y la precisión del pesaje cumple con los requisitos esperados. El sistema de pesaje puede mejorar la eficiencia de producción de los pequeños fabricantes de envases para alimentos y mejorar los beneficios económicos; tiene valor de referencia para el desarrollo y diseño de algunos sistemas de pesaje automático en áreas como pesaje desigual y baja velocidad.