CN111537045A - 一种高精度皮带秤智能仪表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度皮带秤智能仪表，与皮带秤相对应，包括安装在皮带秤上的外壳，外壳内设置有PCB板，PCB板上安装有中央处理单元，中央处理单元上连接有一个速度传感器接口和若干个线性化模块接口；所述皮带秤上设置有速度传感器和若干线性化模块；所述速度传感器接口通过导线连接速度传感器，线性化模块接口通过导线并联连接有若干线性化模块。本发明的技术能够实时对皮带秤计量偏差进行跟踪，偏差超过阀值后，进行在线自校验，皮带秤因此可以长期保持高精度，避免占用用户大量人力和时间。
Description
技术领域
本发明属于智能仪表领域，更具体地说，涉及一种高精度皮带秤智能仪表。
背景技术
为了显示瞬时流量，累积流量，皮带速度等数据，电子皮带秤上安装有相关的仪表设备。仪表设备、称架、称重传感器和测速装置共同组成一整套的皮带秤控制系统。
但是目前该系统存在两个缺点，主要是：
1、电子皮带秤精度低，只是对生产流程做统计式的“粗计量”，造成较大的误差。
2、电子皮带秤不够智能，无法进行自动检测计量误差，并完成在线自校验。
3、电子皮带秤无法对多组称重单元进行群体管控，并对各组称重单元之间进行比较得出最准确的计量结果。
鉴于上述情况，有必要设计一种高精度皮带秤智能仪表，设计合理，可以长期保持高精度，避免占用用户大量人力和时间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供了一种高精度皮带秤智能仪表，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高精度皮带秤智能仪表，与皮带秤相对应，其特征在于：包括安装在皮带秤上的外壳，外壳内设置有PCB板，PCB板上安装有中央处理单元，中央处理单元上连接有一个速度传感器接口和若干个线性化模块接口；所述皮带秤上设置有速度传感器和若干线性化模块；所述速度传感器接口通过导线连接速度传感器，线性化模块接口通过导线并联连接有若干线性化模块；所述中央处理单元上连接有加码接口和减玛接口，加码接口和减玛接口分别通过导线连接加按键和减按键；所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的显示模块，显示模块连接带有按键的显示屏；所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的若干个数据接口；所述外壳内设置有依次串联的空气开关、变压器和开关电源，PCB板上安装有与中央处理单元连接的电源模块，电源模块连接开关电源，空气开关连接外部市电。
作为一种优化的技术方案，所述中央处理单元使用的是32位ARM CPU。
作为一种优化的技术方案，所述数据接口包括两个RS485接口和RS232接口。
作为一种优化的技术方案，所述变压器为24V变压器。
本发明市电是交流220v电源，然后通过起保护作用的空气开关分别引入24v开关电源和中央处理单元，然后24v开关电源将交流220v的电压转变成直流24v电压为仪表外部的在线自校验装置供电。中央处理单元负责接收传感器传输过来的信号和按键显示屏下发的指令，并且将这些信号和指令建立数学模型，完成一系列复杂的算法，同时需要将显示的数据传送给按键显示屏。按键显示屏负责皮带速度、瞬时流量、累积量等数据的显示和给中央处理单元下发零点校验、实物校验、在线自校验等操作指令和皮带长度，称间隔等参数设置。中间继电器负责当中央处理单元发现有计量误差时，对在线自校验装置进行加减的控制。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的技术能够实时对皮带秤计量偏差进行跟踪，偏差超过阀值后，进行在线自校验，皮带秤因此可以长期保持高精度，避免占用用户大量人力和时间。
2、本发明的程序通过局针递推平均滤波法，消除了环境对皮带秤的周期性干扰，大大提高了计量精度，是精度长期保持在0.2％以下。
参照附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种实施例的原理框图；
图2为本发明一种实施例的电机加减码控制的电路原理图；
图3为本发明一种实施例的主电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例：
如图1-3所示，一种高精度皮带秤智能仪表，与皮带秤相对应，包括安装在皮带秤上的外壳，外壳内设置有PCB板，PCB板上安装有中央处理单元7，中央处理单7元上连接有一个速度传感器接口4和若干个线性化模块接口6。所述皮带秤上设置有速度传感器3和若干线性化模块1。所述速度传感器接口通过导线连接速度传感器，线性化模块接口通过导线并联连接有若干线性化模块。
所述中央处理单元上连接有加码接口8和减玛接口9，加码接口8和减玛接口9分别通过导线连接加按键和减按键。所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的显示模块10，显示模块10连接带有按键的显示屏13。
所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的若干个数据接口。所述数据接口包括两个RS485接口11和RS232接口12。所述外壳内设置有依次串联的空气开关、变压器和开关电源，PCB板上安装有与中央处理单元连接的电源模块，电源模块连接开关电源，空气开关连接外部市电。
在本实施例中，所述中央处理单元使用的是单片机。所述变压器为24V变压器。
本发明市电是交流220v电源，然后通过起保护作用的空气开关分别引入24v开关电源和中央处理单元，然后24v开关电源将交流220v的电压转变成直流24v电压为仪表外部的在线自校验装置供电。中央处理单元负责接收传感器传输过来的信号和按键显示屏下发的指令，并且将这些信号和指令建立数学模型，完成一系列复杂的算法，同时需要将显示的数据传送给按键显示屏。按键显示屏负责皮带速度、瞬时流量、累积量等数据的显示和给中央处理单元下发零点校验、实物校验、在线自校验等操作指令和皮带长度，称间隔等参数设置。中间继电器负责当中央处理单元发现有计量误差时，对在线自校验装置进行加减的控制。
中央处理单元包含的算法有基础算法和在线自校验算法、矩阵递推平均滤波法。
基础算法，包括称重信号的转换，速度信号的转换，累积量和瞬时流量的计算，通过PID算法实现定量装车，定量给料等皮带秤必备的算法。这些都是皮带秤现有的算法，驱动皮带秤实现称重。
在线自校验算法，设备在运行时，中央处理单元会实时接收称重单元传输过来的称重信号，并且会对单个称重单元内部的计量称架和校验称架的称重数据进行对比，偏差如果达到一定的阀值，中央处理单元会给中间继电器发送在线校验的指令，中间继电器会控制在线自校验装置加码，称架上会加载棒码，此时中央处理单元会继续接收计量称架和校验称架的称重数据，并将两个数据相减，将相减所得的数据与棒码质量相除(因为在计量准确的情况下，校验称架的称重数据减去计量称架的称重数据应该是棒码的质量)得出一个系数，然后通过该系数对计量数据进行补偿，从而使计量数据准确。校验完成后，中央处理单元会给中间继电器发送停止校验的指令，之后中间继电器控制在线自校验装置卸码，棒码会离开称架，完成在线自校验。
矩阵递推平均滤波法，就是先将每个称重单元的称重数据存入中央处理单元的缓冲区中，形成了1个长度为N横向队列，然后每进1个称重数据，就把最新的1个数据放在队尾，扔掉原来队首的1个数据，这样队列中始终有N个最新的数据，对这N个数据取横向平均值。而不同的称重单元有组成了一个纵向队列，然后再取纵向平均值，这样就可以得到最新的滤波值。阵列递推平均滤波法对皮带张力这种周期干扰有良好的抑制作用，大大提高了皮带秤的精度。
本发明的技术能够实时对皮带秤计量偏差进行跟踪，偏差超过阀值后，进行在线自校验，皮带秤因此可以长期保持高精度，避免占用用户大量人力和时间。
本发明的程序通过矩阵递推平均滤波法，消除了环境对皮带秤的周期性干扰，大大提高了计量精度，是精度长期保持在0.2％以下。
最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高精度皮带秤智能仪表，与皮带秤相对应，其特征在于：包括安装在皮带秤上的外壳，外壳内设置有PCB板，PCB板上安装有中央处理单元，中央处理单元上连接有一个速度传感器接口和若干个线性化模块接口；
所述皮带秤上设置有速度传感器和若干线性化模块；所述速度传感器接口通过导线连接速度传感器，线性化模块接口通过导线并联连接有若干线性化模块；
所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的两个中间继电器，两个中间继电器分别通过导线连接加按键和减按键；
所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的显示模块，显示模块连接带有按键的显示屏；
所述PCB板上安装有与中央处理单元连接的若干个数据接口；
所述外壳内设置有依次串联的空气开关、变压器和开关电源，PCB板上安装有与中央处理单元连接的电源模块，电源模块连接开关电源，空气开关连接外部市电。
2.根据权利要求1所述的一种高精度皮带秤智能仪表，其特征在于：所述中央处理单元使用的是32位ARM CPU。
3.根据权利要求1所述的一种高精度皮带秤智能仪表，其特征在于：所述数据接口包括两个RS485接口和RS232接口。
4.根据权利要求1所述的一种高精度皮带秤智能仪表，其特征在于：所述变压器为24V变压器。
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