نظام وزن ذكي مشترك جديد

نبذة مختصرة: بهدف حل مشكلة الدقة المنخفضة وسوء التوقيت في نظام وزن الميزان المركب التقليدي عند وزن المواد غير المتساوية ، يُقترح نظام ميزان مدمج ذكي جديد. يتميز نظام الوزن بتركيبة متعددة الرؤوس وخلية تحميل عالية الدقة ومحول A / D عالي الدقة. في الوقت الحاضر، قوانغدونغ كينوي و Highdream هم الممثلون. تعمل وحدة الكشف الكهروضوئية وآلية الاهتزاز المصممة بواسطتهم على تحسين دقة الوزن الديناميكي للجسيمات غير المتساوية. يتم استخدام خوارزمية التصفية الرقمية السريعة لتحسين سرعة القياس. تُظهر بيانات المحاكاة والتجارب أن تصميم نظام الوزن يتكيف بشكل فعال مع عملية وزن المواد غير المستوية ، ويحسن بشكل فعال دقة الوزن وحسن توقيته ، ويلبي الاحتياجات الفعلية للإنتاج.  

الكلمات الرئيسية: نظام الوزن ، المقياس المدمج ، خلية تحميل المواد غير المستوية ، محول A / D عالي الدقة ، التصفية الرقمية  

المقدمة

في السنوات الأخيرة ، أدى التطور السريع للعلم والتكنولوجيا إلى التطور السريع للإنتاج الصناعي ، وأصبح الطلب على أنظمة الوزن المجمعة في صناعة المواد الغذائية مثل العبوات الصغيرة والمتوسطة الحجم أكثر وأكثر تطلبًا. يحتوي مقياس التغليف التقليدي ذو الوزن الفردي على عيوب ضعف القدرة على مقاومة التداخل ، وسرعة التغليف البطيئة ، ودقة قياس العبوة المنخفضة ، والاستهلاك العالي للطاقة ، وما إلى ذلك ، وبالنسبة للمواد الفردية أو غير المتساوية ، يُطلق على المونومر اسم مقياس التعبئة لا يمكنه قياس جودة المواد ، مما أدى إلى زيادة معدل الفشل. مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر وتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة ، تم إجراء المزيد والمزيد من الأبحاث حول أنظمة الوزن في هذا المجال ، ويمكن لأنظمة الوزن الأوتوماتيكية ذات المكونات الدقيقة والموثوقية العالية والقدرة القوية على مقاومة التداخل أن تحل هذه المشكلات بشكل أفضل. ويحسن بشكل كبير كفاءة الإنتاج والكفاءة الاقتصادية.  

1- تصميم النظام

تتكون أجهزة نظام الوزن من خمسة أجزاء: وحدة المعالجة المركزية ، والتحكم في الاهتزاز ، والتحكم في الأسطوانة ، والحصول على البيانات ، وواجهة الإنسان والآلة. يشتمل جزء الحصول على البيانات على جزء تكييف الإشارة وجزء تحويل A / D ؛ يتكون جزء التحكم في ضبط الأسطوانة من دائرة تحكم ضبط وصمام كهربائي اسطواني. يظهر مخطط كتلة هيكل الأجهزة لنظام الوزن في الشكل

1. 1 وحدة معالجة مركزية

تستخدم وحدة المعالجة المركزية معالج ARM 32 بت وهي مركز التحكم والحصول على البيانات لنظام الوزن بأكمله. تدرك وحدة المعالجة المركزية نظام الوزن بالكامل عن طريق استخدام تبادل المعلومات مع كل جزء من أجزاء الكشف والمشغل ، وبرنامج الاتصال لواجهة الإنسان والآلة. يعتمد محرك الاهتزاز على برنامج التحكم PWM وبرنامج التحكم في ضبط الأسطوانة وتحويل A / D وبرنامج الحساب. تحكم ذكي. تراقب وحدة المعالجة المركزية حالة المادة في الوقت الحقيقي من خلال الكشف عن المفتاح الكهروضوئي ، وتضبط سعة محرك الاهتزاز لضمان أن مادة قادوس التحضير كافية ؛ يتم تحويل جودة الحمل بواسطة خلية الحمل ، ويتم تحويلها إلى إشارة جهد عن طريق تكييف الإشارة و A / D ؛ يتم حساب إشارة الجهد بواسطة وحدة المعالجة المركزية وتحويلها إلى كمية رقمية يتم عرضها على واجهة الإنسان والآلة.  

1.2 التحكم في الاهتزاز   

يستخدم النظام مفتاح الكشف الكهروضوئي غير المتصل للتحكم في وحدة التغذية الاهتزازية. عندما يكتشف مفتاح الكشف الكهروضوئي أن المادة الموجودة في لوحة اهتزاز الخط ليست كافية أو غير كافية ، يتم إرسال إشارة تغذية إلى وحدة المعالجة المركزية ، وترسل وحدة المعالجة المركزية إشارة تغذية إلى آلة نقل المواد حتى مفتاح الكشف عن الصورة بالكشف عن المادة. ثم ابدأ محرك الاهتزاز ، واضبط السعة المناسبة ووقت الاهتزاز ، وأرسل المادة إلى كل قادوس.  

1. 3 اسطوانة التحكم     

جزء التحكم في الأسطوانة يحقق عمل قضيب الغاز الهوائي التلسكوبي. افتح باب القادوس وأرسل المواد إلى قادوس الوزن. تدرك وحدة المعالجة المركزية التحكم الذكي لإكماله عندما يحتاج الصمام الكهربائي للأسطوانة إلى الفتح أو الإغلاق ، بحيث يمكن للنظام إكمال عملية الوزن بدقة.     

عندما لا يحتوي قادوس الوزن على مادة أو أن المادة غير كافية ، ترسل وحدة المعالجة المركزية إشارة لإضافة المادة. في هذا الوقت ، ستفتح دائرة التحكم صمام الأسطوانة الكهربائي وتستقبل إشارة الفتح التي يتم تغذيتها مرة أخرى بواسطة الصمام الكهربائي. تتحقق وحدة المعالجة المركزية أيضًا دائمًا من جودة المواد في قادوس الوزن لتجنب المواد الزائدة وتتجاوز الجودة القيمة المطلوبة.  

1. 4 جمع البيانات      

في قادوس الوزن ، يتم إنتاج المادة بكميات كبيرة بواسطة خلية الحمل ثم يتم نقلها إلى اللوحة الرئيسية لجهاز التحكم عبر السلك. تقوم وحدة المعالجة المركزية بقراءة وتسجيل جودة كل قادوس وزن ، ثم تقوم بالحساب والجمع والجمع لتحديد قادوس وزن مدمج قريب من الكتلة المستهدفة. عند استلام إشارة تفريغ الطلب المرسلة من آلة التغليف ، ترسل وحدة المعالجة المركزية إشارة لتنشيط محرك دلو الوزن ، وتفتح دلو الوزن المحدد ، وتفريغ المنتج في قادوس التفريغ للدخول إلى آلة التغليف.

بالنظر إلى أن المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن ملف الهزاز الكهرومغناطيسي له تأثير على أخذ عينات A / D ، عندما تنقل خلية الحمل جودة المواد إلى دائرة تكييف الإشارة ، تتم إضافة وحدة أخذ العينات A / D مع درع لحماية المجال المغناطيسي . بعد سلسلة من البرامج مثل التضخيم والتصفية ، يتم تحويل A / D إلى كمية رقمية يمكن التعرف عليها بواسطة وحدة المعالجة المركزية ، ويتم تنفيذ طريقة الترشيح المتوسطة بواسطة وحدة المعالجة ، ويتم التخلص من القيمة الكبيرة والقيمة الصغيرة للعثور على المتوسط. يتم أخذ القيمة كقيمة العينة النهائية. يظهر مخطط تدفق جمع البيانات في الشكل 2.  

1. 5 واجهة آلة الإنسان     

يستخدم نظام الوزن هذا شاشة LCD تعمل باللمس ويطور واجهة سهلة الاستخدام مع البرنامج الخاص به. يمكن تحقيق تشغيل جميع وظائف النظام الثقيل المتماثل وتعديل سعة محرك الاهتزاز عن طريق لمس الشاشة. من خلال لمس الشاشة ، يمكن للمشغل رؤية وقت وجودة كل وزن على شريط المعلومات ، وهو سهل التشغيل.     

نظرًا لتأثير البيئة الخارجية وظروفها الخاصة ، فإن المدخلات والمخرجات لخلية تحميل مقياس الضغط المستخدمة في النظام غير خطية [6] ، لذلك يحتاج المستشعر إلى المعايرة والتصحيح. يتم وضع وزن قيمة جودة المعايرة على درج المستشعر بدوره ، ويتم عرض الجودة على شريط المعلومات بالشاشة. وفقًا للانحراف عن قيمة جودة المعايرة ، يتم إدخال قيمة الانحراف في عمود النص المقابل للمعايرة الأولية. بعد تصحيح النموذج العكسي ، يقوم النظام بتحويل المعايرة وإكمال عملية المعايرة.  

2 هيكل المظهر لنظام الوزن     

يعتمد نظام الوزن الذكي على تصميم التغذية بالاهتزاز. تتميز بخصائص قادوس التخزين الكبير ، المقياس المدمج ، آلية الاهتزاز والكشف الكهروضوئي. يمكن أن تدرك طريقة الوزن لحجم المواد غير المتكافئ ولها تأثير وزن دقيق. . يبلغ طول نظام الوزن 84 سم وارتفاعه 124 سم وعرضه 65 سم. تستخدم مواد الكشف الكهروضوئية. يتم تثبيت لوحة الاهتزاز مع محرك الاهتزاز في الأسفل. قضبان الحماية مصممة على كلا الجانبين لمنع المواد من السقوط. الجزء الأوسط هو أربعة. مبدأ المقياس المركب ، مقياس كل مقياس 2 كجم ؛ يتم وضع 4 قواديس تحضير. تتدفق المواد عبر قادوس المخزون إلى أحواض الوزن الأربعة لحساب دقيق. بعد تفريغ قضيب الغاز ، يتم دفع المواد إلى قادوس التفريغ للتغليف.  

2. 1 نظام اهتزاز

يدرك الجزء المهتز وظيفة الاهتزاز لنظام الوزن ، وتدرك وحدة المعالجة المركزية التحكم الذكي لإكمال وظيفة التغذية لنظام الوزن. يظهر هيكل آلة الاهتزاز في الشكل 3.  

تم تجهيز نظام الاهتزاز هذا بزر مساعدة على عمود الدوران للمحرك لإحداث اهتزاز قوي في ظل الدوران السريع للمحرك. يتم تثبيت درج وحدة المحرك الاهتزازي وصينية التغذية الاهتزازية عن طريق اللحام. يتم تثبيت الزنبرك في الغلاف الناعم البلاستيكي الناعم لدعم لوحة الاهتزاز وتعزيز تأثير الاهتزاز.  

2. 2 آلية التحضير والوزن     

تدخل المادة قادوس التحضير من لوحة الاهتزاز. عندما تكون كفة الميزان في وضع الخمول ، يفتح قضيب صمام القادوس صمام القادوس ، ويتم وضع المادة في 4 أحواض وزن للوزن ، ويتم نقل الإشارة إلى وحدة المعالجة المركزية للحساب والجمع. . بعد اكتمال الدمج ، يدفع قضيب غاز التفريغ المواد إلى قادوس التفريغ لإكمال العملية. أثناء عملية الوزن ، يتم تنشيط آلية الاهتزاز ، ويتم إرسال المواد إلى القادوس ، في انتظار تسريع الدورة التالية. من أجل منع المواد من تجاوز نطاق مستشعر الضغط ، فإن كفة الميزان محمية ضد قدم الضغط على كفة الميزان لحماية مستشعر الضغط. حساس الضغط قوانغدونغ كينوي مقياس مجموعة لديه مطابقة قيمة صلابة ديناميكية جيدة ، وأداء المواصفات الكبيرة والمتوسطة والصغيرة أفضل.

3 نتائج الاختبار

5 ‰ من خلال قياس وتحليل بيانات الوزن غير المتكافئة لنظام الوزن المشترك ، يتم استخدام الكتلة الفعلية لوحدة الوزن ويتم محاكاة البيانات باستخدام Matlab ، الدقة هي 0. 5 ‰. يتم عرض الجودة القياسية لاختبار الوزن ونتائج الوزن الفعلية المقابلة في الجدول 1.   

وفقًا للبيانات المذكورة أعلاه ، يتم إنشاء علاقة مناسبة بين الجودة القياسية وجودة الوزن الفعلية ، ويتم الحصول على منحنى التركيب بين الاثنين ، وبالتالي تحقيق معايرة البيانات. من خلال الاختبار ، تتمتع جودة الوزن القياسية والفعلية بعلاقة خطية جيدة في كل من المواد الموحدة وغير المستوية. 4. الخلاصة     بعد الاختبار والاختبار ، يكون نظام الوزن دقيقًا في القياس ، ومواد الكشف الكهروضوئي حساسة ، وسرعة تعديل اهتزاز حجم المواد سريعة ، ودقة الوزن تلبي المتطلبات المتوقعة. يمكن لنظام الوزن تحسين كفاءة الإنتاج لمصنعي تغليف المواد الغذائية الصغيرة وتحسين الفوائد الاقتصادية ؛ لها قيمة مرجعية لتطوير وتصميم بعض أنظمة الوزن الأوتوماتيكية في مناطق مثل الوزن غير المتكافئ والسرعة البطيئة.