這篇文章介紹了一種基於CAN總線的數字型皮帶秤控製儀表，主要針對其係統的工藝流程、總體結構和軟件設計等。該皮帶稱重儀表配置靈活、安裝調試比較方便，現場應用的可靠性極高。

一、皮帶秤控製儀表概述

現代工業中對電氣設備控製自動化和智能化程度的要求越來越高。一方麵要求設備具有高度的人性化設計、高可靠性，在正常及事故情況下對設備進行監測、保護和控製；另一方麵要求對現場工況進行集中監視、數據遠傳，與調度室、決策層等進行聯係。通過對這些實時數據的采集、處理，可以直接地了解整個生產情況，避免數據虛假的現象。此外，減少管理人員為取得數據去現場取證而帶來不必要的工作量，提高生產效率，充分地發揮人力、物力和財力資源，以達到良好的管理和資源配置。近幾年來隨著現場總線技術不斷地完善，總線型數字皮帶秤將有望替代已有的電子皮帶秤。本文將介紹一種基於CAN總線控製的數字型電子皮帶秤控製儀表。

二、皮帶秤稱重儀表係統設計

皮帶秤控製儀表局部網CAN（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔ－ｗｏｒｋ）總線是當今最為流行的五大總線之一，它是由德國BOSCH公司首先提出來的，采用了ＩＳＯ／ＯＳＩ

模型的物理層數、據鏈路層和應用層，CAN通信協議的一個最大的特點是廢除了傳統的地址編碼，代之以對通信數據庫進行編碼。CAN總線麵向數據而不是麵向節點，其優點是可使網絡內的節點個數在理論上不受限製，加入和減少設備不影響係統的工作。CAN總線通信最高速率可達到１MBPS；傳輸速率為５ｋｂｐｓ時，采用雙絞線，傳輸距離可達１０ｋｍ左右，並且數據傳輸可靠性高。從物理結構上看，CAN網絡屬於總線式通信網絡，它與一般的網絡區別在於：

（１）不同於以太網等管理及信息處理用網絡，它是一種專門用於自動化領域的網絡；

（２）其物理特性及網絡協議特性更強調工業自動化底層檢測和控製；

（３）它采用了最新技術和獨特的設計、可靠性和性能遠高於已經陳舊的現場通信技術。在設計時應注意以下幾點：（１）為使阻抗匹配，應在總線兩端加１２０Ω的終端電阻；（２）ＳＭＴＸ－ＣＥ１００總線型網關可使ＰＣ機很方便地與

１０CAN總線進行連接 ，CAN總線適配卡上配有光電隔離，可增強係統在惡劣環境下使用。

三、控製係統特點

１、簡化了布線工作：以前，安裝一台皮帶秤，我們不得不將一捆捆線接到控製中心，既增加了成本，又降低了係統的可靠性，維護也變得複雜。現在，一台皮帶秤的傳感器信號線通過“一根線”即可與儀表或計算機進行通訊，大大簡化了複雜的布線工作，也提高了係統的可靠性。

２、偏載的數字調整：此種方法在國內已得到大家的認可，並得到廣泛的運用。以多台傳感器接入的皮帶秤為例，此種方法不需打開接線盒調整，可通過儀器的麵板按鍵或計算機界麵自動或手動調節。

３、無砝碼校準：無砝碼的數字校準，是一種快速、省錢、省力的校準方法，特別是對非強製檢定的衡器和在不具備砝碼校準條件的情況下，是一種非常有效的校準方法。無砝碼校準在一些數字接線盒的操作說明中，也稱為ＤｉｇｉｔａｌＣａｌｉ－ｂｒａｔｉｏｎ（數字校準），ＳｍａｒｔＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ（智能校準），Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｗｉｔｈｌｏａｄｃｅｌｌｄａｔａ（傳感器數據調節法）等。雖然名稱各異，但功能均相同，僅需輸入傳感器的數據就能達到無砝碼校準的目的。並且各廠家無砝碼校準的操作程序基本相似，所不同的是有的通過專用稱重顯示控製器，有的接計算機用軟件來控製，完成無砝碼校準操作程序。對於皮帶秤係統，係統速度標定、砝碼標定在出廠時就已經標定好，現場調試僅僅需要執行自動去皮和實物標定即可。

４、身份證識別技術：數字係統可以得到每隻傳感器的原始稱重信號（通過地址識別），並可對每一傳感器各自尋址。這樣做可對每一隻傳感器的稱重狀態進行監測和分析，可實現在線故障檢測；在不影響校準情況下更換傳感器；以及在多隻傳感器係統中，當有一隻傳感器發生故障時，仍可根據該傳感器以往信息，在不更換該傳感器的情況下，使係統在保證一定精度的情況下繼續工作。這對配料係統的情況具有很重要的意義。而這些功能是在將傳感器並聯使用的模擬係統中所不能完成的。

四、皮帶秤稱重控製係統說明

ｌ、ＳＭＣ—２０００型定量給料皮帶秤

它主要由秤架、稱量框架、傳輸皮帶、皮帶秤專用電機、數字型稱重傳感器、數字型主輔速度傳感器、數字型跑偏傳感器等組成。

２、變頻控製器

在本係統中，變頻調速控製器接收來自下位機ＰＷＭ濾波輸出的４～２０ｍＡ控製信號，控製調速電機的輸出轉速，進而控製給料K8凯发登录入口。

３、數字型稱重傳感器

係統的稱重部件采用的是ＳＭＤ１８型高精度數字型稱重傳感器，內置信號處理模塊使其可用於快速、高精度的稱重場合。２４ｂｉｔ工業級采樣芯片，測量速率可以達到２００次／秒。外部因素會引起振動，該稱重傳感器有很好的數字濾波器可以消除這些振動引起的重量。內置可編程的濾波器允許客戶根據不同的應用改變濾波參數。係統供電１０～３０ＶＤＣ，協議格式：CANｏｐｅｎ。輸出經過儀表或上位機解析後直接表示為重量，密封防護等級為ＩＰ６７。

４、數字型速度傳感器

係統的測速部件采用的是ＳＭＤ３９型高精度數字型傳感器，該速度傳感器是一種先進的速度傳感器，用於非接觸地檢測齒輪的轉速，它輸出即為數字信號，供電８～２６ＶＤＣ，額定檢測距離：３ｍｍ，測速的上限頻率達１００ＫＨｚ。

５、ＳＭ４０—２１００Ｄ型配料皮帶秤控製儀表

ＳＭ４０—２１００Ｄ型配料控製儀表又稱下位機，它是集散控製係統的核心。它采集秤體的重量和速度信號，根據設定由單片機ＰＩＤ控製ＰＷＭ輸出，調節調速電機的轉速。下位機可以單獨工作，可進行K8凯发登录入口設定，開關機等操作，可顯示瞬時K8凯发登录入口、秤體速度、壓力、累計量等數據及報警狀態。

６、ＳＭＴＸ－ＣＥ１００總線型網關

Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接口，１０ＢＡＳＥ－ＴＰＨＹ，兼容１００／１０００ＢＡＳＥ－Ｔ網絡。CAN接口（ＤＢ９ｍａｌｅ），１２５Ｋｂｐｓ，最高可達到１MBPS。電源：＋５ＶＤＣ，３００ｍＡ，可以從計算機ＰＣＩ插槽取電，也可以外部獨立供電。

７、皮帶秤係統操作站

（１）組成

操作站實際上是一台工業控製計算機，配置為研華IPC-610H，ＣＰＵＰ４２．４Ｇ，５１２Ｍ內存，ＤＣＤ光驅，８０Ｇ防護硬盤，１５＂鋼化工業液晶稱重顯示器，ＳＭＴＸ－ＣＥ１００總線型網關等。

（２）功能

操作站主要用於對現場的工況進行集中監視、數據記錄、參數設置、定時存盤、報表打印及報警提示記錄等，將切換開關置於操作站，可對現場設備進行啟停操作；同時操作站與調度室進行通訊，將現場情況傳送到調度室，調度人員能在上位機上直觀地觀察到生產過程中設備的運行狀況、實時數據和曆史數據等，並將這些數據進行處理存儲、打印等。通過這些實時數據的采集、處理，可以直接地了解整個生產情況，避免以前數據弄虛作假的現象及管理人員為取得數據去現場取證而帶來不必要的工作量，從而充分地提高產品的質量、生產效率，發揮人力、物力和實現高度自動化稱重控製。
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五、皮帶稱儀表控製軟件設計

上位機軟件采用ＶＣ＋＋作為開發工具，充分利用ＷＩＮＤＯＷＳ功能，圖形界麵較好，可以很方便地構造自己的控製儀表，在任何需要的情況下可將現場的信息實時地傳送到控製室，便於對生產情況進行監測。它能與智能皮帶秤控製儀表進行通訊：讀取數據，發送數據；具有報警、故障查詢及打印功能；數據庫采用ＳＱＬＳＥＲＶＥＲ數據庫平台，便於組網。

１、實時數據庫設計

實時數據庫是集散控製係統的信息來源，完成所有控製點的監測。係統下位機的每一條數據在數據庫中都有詳細記錄。包括係統的每一次操作，每一次報警等。

２、曆史數據曲線

曆史數據存儲采用趨勢曲線方式，通過輸入時間，可調用數據，用於進行事故分析和報表運算等。

３、報表實現

係統報表分為周期性報表和觸發性列表兩種，周期性報表采用定時驅動方式，用來打印生產過程中的操作記錄和統計數據，例如時報、班報、日報和月報等。觸發性列表是用來記錄在特定時間發生前後某些點的值，用來進行事故或故障的分析。

４、儀表運行程序的設計

皮帶秤稱重控製儀表進入運行狀態後，用戶應先進行登錄（分操作員、管理員和工程師級別），在自己的權限範圍內進行相應的操作，否則監控界麵將鎖定在係統工況狀態。利用鼠標可進行畫麵切換，點擊“係統工況”、“趨勢曲線”、“工程參數”、“動力控製”、“報表管理”等按鈕，可切換到不同的畫麵，進行相關的操作。

六、總結

由於該皮帶秤控製儀表運行可靠性好，操作簡單，維護方便，控製精度高，不但保證了產品的質量和產量，同時又降低了安裝和維護的成本，為企業創造良好的經濟效益。該係統可推廣到對多種散裝物料按預定的配比進行自動連續的K8凯发登录入口控製的場合，例如石油、化工、冶金、紡織、製藥、煙草、機械加工、建材和市政建設等。

參考文獻
［１］劉九卿．數字型智能稱重傳感器的發展與應用［Ｊ］．衡器，２００４，（５）．
［２］周祖濂．數字稱重係統——稱重技術新概念和再論數字稱重係統［Ｊ］．衡器，２００５，（５）．
 

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