用于皮带秤的变频器及其定量给料控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于皮带秤的变频器及其定量给料控制方法，该变频器包括微控单元和差分采样电路；所述变频器还设有称重差分信号输入端子、速度脉冲输入端子和流量给定输入端子；所述差分采样电路连接所述称重差分信号输入端子以获取称重差分信号、并连接微控单元以将称重差分信号处理后的物料重量信号提供给微控单元；所述速度脉冲输入端子用于输入体现皮带传动电机转速的速度脉冲信号；所述流量给定输入端子用于输入预设物料流量信号；所述微控单元获取物料重量信号和速度脉冲信号，并计算实际物料流量；所述微控单元还用于保持实际物料流量和预设物料流量的平衡，实现对物料的定量输送。

【技术实现步骤摘要】
用于皮带秤的变频器及其定量给料控制方法
本专利技术涉及变频器
，特别是涉及一种用于皮带秤定量给料的变频器及其控制方法。
技术介绍
电子皮带秤是一种对连续输送物料进行称量的装置，涉及散料称重计量领域，其结构组成包括：进料口、称重传感器、速度传感器、支撑部、积算仪、秤体、配重部、皮带、驱动轮、变频器、电机等。其中，积算仪为整个系统的控制核心。电子皮带秤的一般工作流程为：通过称重传感器和速度传感器的反馈信号，经运算获得物料流量和产量等数据进行控制，在环形皮带上实现对散状物料定量输送和高精度计量。目前市场上电子皮带秤种类繁多，变频器应用到皮带秤定量给料场合仅作为被动执行机构，去控制电机运行，完全没有利用到变频器的运算控制优势和丰富的输入输出端子功能，而皮带秤往往应用于工矿企业定量给料、配料等自动化场合，由属于高精度控制场合。现有变频器的模拟电压采样电路达不到称重信号的采样精度，因此满足不了皮带秤控制要求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种皮带秤定量给料一体式变频器，充分利用变频器本身具有的资源，发挥变频器的控制运算优势。一种用于皮带秤的变频器，用于采样物料重量和计算出实际物料流量，并实现定量给料，该变频器包括微控单元和差分采样电路；所述变频器还设有称重差分信号输入端子、速度脉冲输入端子和流量给定输入端子；所述差分采样电路连接所述称重差分信号输入端子以获取称重差分信号、并连接微控单元以将称重差分信号处理后的物料重量信号提供给微控单元；所述速度脉冲输入端子用于输入体现皮带传动电机转速的速度脉冲信号；所述流量给定输入端子用于输入预设物料流量信号；所述微控单元获取物料重量信号和速度脉冲信号，并计算实际物料流量；所述微控单元还用于保持实际物料流量和预设物料流量的平衡，实现对物料的定量输送。在其中一个实施例中，所述称重差分信号输入端子连接外部的称重传感器；所述称重传感器安装在称体下方，用于实时测量输送皮带上的物料重量，并把重量信号转化为差分电信号；所述差分电信号通过称重差分信号输入端子输入至差分采样电路。在其中一个实施例中，所述差分采样电路用于将称重差分信号进行差分比例放大，并转换为共模信号输出；所述共模信号输入至模数转换器进行精确采样，并将采样得到的称重信号输入至微控单元。在其中一个实施例中，所述差分采样电路包括4个运算放大器：第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器以及第四运算放大器；所述4个运算放大器中，第一运算放大器和第二运算放大器将差分信号第一级放大，所述差分信号经放大后进入下一级第三运算放大器；所述第三运算放大器将上一级差分信号进行差分比例放大，并转化为共模信号；所述共模信号进入最后一级第四运算放大器，并放大输出。在其中一个实施例中，所述速度脉冲信号输入端子用于连接外部的速度传感器；所述速度传感器安装在主动轮上，并通过速度传感器输出的速度脉冲信号得到主动轮的转速信息；所述速度脉冲信号通过速度脉冲输入端子输入至微控单元。在其中一个实施例中，所述变频器还设有远程启停端子、报警系统端子和RS485通讯接口；所述报警系统端子用于输出流量超限报警信号、皮带跑偏报警信号和定量给料到达总量报警信号中的一种以上；所述变频器通过RS485通信接口连接上位机远程控制系统，并通过上位机控制系统控制多台皮带秤协同运行。一种变频器定量给料控制方法，包括：称重信号采样，并得到物料称重采样值；速度信号采样，并根据皮带传动电机的转速和物料称重采样值得到物料瞬时流量，将所述物料瞬时流量作为PID反馈值；根据控制周期控制PID反馈值的输出；设定PID给定值，且结合PID反馈值进行PID运算，并输出电机频率。在其中一个实施例中，所述称重信号采样，并得到物料称重采样值之前，包括步骤：外部情况确认，确保系统配置正常；称量校零，保证皮带空跑时称重为零；自动标称，计算称重采样值的累积量与真实重量值的关系，保证定量给料的准确性。在其中一个实施例中，所述PID反馈值的计算步骤包括：采样每隔一个周期的速度脉冲信号；通过速度脉冲信号得到速度脉冲频率；利用所述速度脉冲频率，并结合当前称重采样值及标称系数得到皮带的瞬时流量，所述瞬时流量即为PID反馈值。在其中一个实施例中，所述根据控制周期控制PID反馈的输出步骤包括：根据进料重量做报警处理；判断是否到达控制周期，若是，则计算皮带瞬时流量作为PID反馈值；否则PID反馈值保持不变；输出PID反馈值。上述用于皮带秤的变频器及其定量给料控制方法，利用了变频器的运算控制优势和丰富的输入输出端子功能，并改进了模拟输入端子的采样电路，把变频器PID控制与皮带秤定量给料进行结合，在变频器上集成了皮带秤的定量给料功能，不仅简化了机械结构，降低成本，同时也实现了物料定量输出的高精度控制。附图说明图1为一实施例的用于皮带秤定量给料的变频器模块图；图2为一实施例的高精度差分采样电路图；图3为一实施例的变频器定量给料控制方法流程图；图4为图3中步骤S100之前的准备过程流程图；图5为图3中步骤S300的一种实现方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的内容公开更加透彻全面。图1为一实施例的用于皮带秤定量给料的变频器模块图。该变频器100用于采样物料重量和计算出实际物料流量，并实现定量给料。该变频器100包括差分采样电路110和微控单元120，且该变频器100还设有称重差分信号输入端子400、速度脉冲输入端子500和远程流量给定输入端子600。其中，差分采样电路110连接称重差分信号输入端子400以获取称重差分信号、并连接微控单元120以将称重差分信号处理后的物料重量信号提供给微控单元120；速度脉冲输入端子500用于输入体现皮带传动电机转速的速度脉冲信号；远程流量给定输入端子600用于输入预设物料流量信号；微控单元120获取物料重量信号和速度脉冲信号，并计算实际物料流量；微控单元120还用于保持实际物料流量和预设物料流量的平衡，并动态的计算皮带秤传输物料的累积量，实现对物料的定量输送。具体地，称重差分信号输入端子400连接外部的称重传感器200，称重传感器200安装在称体下方，用于实时测量输送皮带上的物料重量，并把重量信号转化为差分电信号，差分电信号通过称重差分信号输入端子400输入至差分采样电路110。进一步地，差分采样电路110用于将称重差分信号进行差分比例放大，并转换为共模信号输出；所述共模信号输入至模数转换器进行精确采样，并将采样得到的称重信号输入至微控单元120。例如，如图2所示，差分采样电路110包括4个运算放大器：第一运算放大器111、第二运算放大器112、第三运算放大器113以及第四运算放大器114。在这4个运算放大器中，第一运算放大器111和第二运算放大器112将差分信号第一级放大，差分信号经放大后进入下一级第三运算放大器113；第三运算放大器113将上一级差分信号进行差分比例放大，并转化为共模信号；进一步地，共模信号进入最后一级第四运算放大器114，并放大输出，输出信号即为微控单元120进行采样的信号。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于皮带秤的变频器，用于采样物料重量和计算出实际物料流量，并实现定量给料，其特征在于，包括微控单元和差分采样电路；所述变频器还设有称重差分信号输入端子、速度脉冲输入端子和流量给定输入端子；所述差分采样电路连接所述称重差分信号输入端子以获取称重差分信号、并连接微控单元以将称重差分信号处理后的物料重量信号提供给微控单元；所述速度脉冲输入端子用于输入体现皮带传动电机转速的速度脉冲信号；所述流量给定输入端子用于输入预设物料流量信号；所述微控单元获取物料重量信号和速度脉冲信号，并计算实际物料流量；所述微控单元还用于保持实际物料流量和预设物料流量的平衡，实现对物料的定量输送。

【技术特征摘要】
1.一种用于皮带秤的变频器，用于采样物料重量和计算出实际物料流量，并实现定量给料，其特征在于，包括微控单元和差分采样电路；所述变频器还设有称重差分信号输入端子、速度脉冲输入端子和流量给定输入端子；所述差分采样电路连接所述称重差分信号输入端子以获取称重差分信号、并连接微控单元以将称重差分信号处理后的物料重量信号提供给微控单元；所述速度脉冲输入端子用于输入体现皮带传动电机转速的速度脉冲信号；所述流量给定输入端子用于输入预设物料流量信号；所述微控单元获取物料重量信号和速度脉冲信号，并计算实际物料流量；所述微控单元还用于保持实际物料流量和预设物料流量的平衡，实现对物料的定量输送。2.根据权利要求1所述的用于皮带秤的变频器，其特征在于，所述称重差分信号输入端子连接外部的称重传感器；所述称重传感器安装在称体下方，用于实时测量输送皮带上的物料重量，并把重量信号转化为差分电信号；所述差分电信号通过称重差分信号输入端子输入至差分采样电路。3.根据权利要求2所述的用于皮带秤的变频器，其特征在于，所述差分采样电路用于将称重差分信号进行差分比例放大，并转换为共模信号输出；所述共模信号输入至模数转换器进行精确采样，并将采样得到的称重信号输入至微控单元。4.根据权利要求3所述的用于皮带秤的变频器，其特征在于，所述差分采样电路包括4个运算放大器：第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器以及第四运算放大器；所述4个运算放大器中，第一运算放大器和第二运算放大器将差分信号第一级放大，所述差分信号经放大后进入下一级第三运算放大器；所述第三运算放大器将上一级差分信号进行差分比例放大，并转化为共模信号；所述共模信号进入最后一级第四运算放大器，并放大输出。5.根据权利要求1所述的用于皮带秤的变频器，其特征在于，所述速度脉冲信号输入端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹康，张宁，涂汉泉，
申请(专利权)人：深圳市海浦蒙特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44