基于動(dòng)物飼料稱量PLC控制技術(shù)應(yīng)用

摘要：動(dòng)物飼料稱量是動(dòng)物飼料各種含量檢測(cè)前處理階段一個(gè)重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)機(jī)械杠桿稱重方法有較大的機(jī)械誤差，影響稱量速度和精度。介紹用PLC控制技術(shù)作為動(dòng)態(tài)稱量測(cè)控設(shè)備的支撐核心，這個(gè)控制方案在硬件和軟件設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)措施和動(dòng)態(tài)控制方法。滿足了在線快速動(dòng)態(tài)重量計(jì)量的要求、大大提高了測(cè)量數(shù)據(jù)精度，同時(shí)也提高了工作效率。
關(guān)鍵詞：飼料檢測(cè)；稱量；動(dòng)態(tài)誤差；PLC控制

0 引言
目前動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心在進(jìn)行動(dòng)物飼料各種含量檢測(cè)的前處理階段大部分還是采用手工操作的方式。采用手工操作有兩大不足：一是工作效率低。據(jù)某動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心負(fù)責(zé)人反映，由于檢測(cè)前處理采用手工操作，一天約能檢測(cè)試品8份(理想狀態(tài))，即一個(gè)星期約能檢測(cè)30份飼料樣品。這種檢測(cè)速度難以適應(yīng)客戶的要求；二是檢測(cè)精度不高，誤差大。由于是手工操作，在稱量飼料時(shí)，采用傳統(tǒng)機(jī)械杠桿稱重方法稱量，而此種方法稱量采用目測(cè)方式。不同的人目測(cè)得到的結(jié)果會(huì)有所不同，勢(shì)必會(huì)造成人為誤差。
在飼料各種含量檢測(cè)工作的前處理階段，由于對(duì)稱重計(jì)量要求比較高。而PLC控制技術(shù)能很好的兼顧了動(dòng)態(tài)稱重計(jì)量的精度和速度。如果把PLC控制技術(shù)引入到飼料各種含量的前處理階段，即飼料的稱量中，這樣既滿足了在線快速動(dòng)態(tài)重量計(jì)量的要求，測(cè)量數(shù)據(jù)精度可以大大提高，同時(shí)可以提高工作效率。
本課題成員對(duì)一家動(dòng)物飼料安全檢測(cè)中心進(jìn)行自動(dòng)化改造。在改造過(guò)程中采用PLC控制技術(shù)作為動(dòng)態(tài)稱量測(cè)控設(shè)備的支撐核心。在硬件和軟件設(shè)計(jì)中采用了一些措施和動(dòng)態(tài)控制方法，較好的解決了稱量速度與精度的矛盾，實(shí)現(xiàn)了飼料各種含量檢測(cè)的前處理階段進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱量計(jì)量的精度和速度要求。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)
用稱重傳感器、應(yīng)變式拉力傳感器、相應(yīng)閥門、放大器和PLC組成測(cè)控系統(tǒng)來(lái)完成飼料的稱重、計(jì)量的工藝過(guò)程，如圖1所示。該系統(tǒng)用PLC作為控制核心，配以稱重傳感器、應(yīng)變式拉力傳感器、放大器、機(jī)械裝置和各種電動(dòng)執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)飼料的動(dòng)態(tài)在線稱重計(jì)量工作。

稱斗上方是放置所需要稱量的飼料樣品倉(cāng)，在該倉(cāng)中的原料來(lái)自要求測(cè)試各種含量的飼料散狀樣品料。在樣品倉(cāng)下安裝有一個(gè)螺旋進(jìn)料裝置，該裝置由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，則樣品倉(cāng)中的粉狀飼料就隨著傳輸絞籠的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)入稱斗中稱量。進(jìn)行稱斗之前要經(jīng)過(guò)兩個(gè)閥門。第一道閥門是放料閥門，放料閥門與稱重氣缸和電磁閥相連接直接控制。第二道閥門分粗放料閥門和細(xì)放料閥門。進(jìn)行粗放料讓力傳感器感應(yīng)到重量已達(dá)到所要求的90％～95％時(shí)，則關(guān)閉粗放料閥門，開放細(xì)放料閥門。稱斗上裝有兩個(gè)S梁式應(yīng)變式拉力傳感器，稱斗的重量信號(hào)直接由該傳感器組轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)放大器把該電壓信號(hào)放大后送入PLC中的模擬量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，PLC控制停止下料，然后由PLC控制打開稱斗門，把飼料樣品送入到具塞三角瓶。如此就可以完成了飼料稱量的自動(dòng)化過(guò)程。

2 PLC控制流程圖設(shè)計(jì)
整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC來(lái)控制。由于系統(tǒng)采用二級(jí)給料方式。粗給料流量大，用短時(shí)間加入額定重量的90％～95％，還剩余的則采用精放料形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣即可保證速度，又可保證精度。PLC控制流程圖如圖2所示。

由PLC控制流程圖可見(jiàn)，進(jìn)行每次稱量工作前，都測(cè)試稱斗的凈重，主要是為了消除由于飼料的粘附引起的稱量誤差。停機(jī)時(shí)要設(shè)置相應(yīng)處理功能，保證停機(jī)排空稱斗內(nèi)飼料。一方面可保證下次開機(jī)時(shí)稱斗內(nèi)無(wú)粘附飼料，且避免了飼料較長(zhǎng)時(shí)間停留在稱斗內(nèi)吸濕而凝結(jié)在稱斗壁上。細(xì)加料信號(hào)完畢后，待其穩(wěn)定，然后進(jìn)行實(shí)測(cè)，得到誤差，以使下一個(gè)循環(huán)進(jìn)行補(bǔ)償校正。
系統(tǒng)功能為：對(duì)飼料重量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所需要稱量的飼料重量設(shè)定值通過(guò)PLC設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)；每次精放料工作完成后進(jìn)行稱斗的凈重檢測(cè)修正；對(duì)稱量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償；系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置有相應(yīng)的故障檢測(cè)、報(bào)警信號(hào)。