失重式喂料机控制程序设计说明书.docx
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失重式喂料机控制程序设计说明书
1产品概述
产品名称
失重式喂料机控制器
产品描述
该失重式程序是为失重式喂料量身打造的程序。
集成了PLC，称重模块和A/D转换模块的功能。
避免了称重信号在传输中的损失，改进了运算方法。
2技术规范和功能
开发工具
必须使用一个8051型微型控制器与编译器和模拟器一起使用
∙Keil编译器
∙MetalinkXF模拟器
应用
此电子控制器是为控制失重式连续性喂料和批次式喂料设计的。
能在连续性和批量性模式的软件功能之间切换。
只能实现基础运算，没有补充阵列，没有真空上料机控制，没有速度调制功能等。
用户界面
该程序可以连接的用户界面是F930-GOT/MT506LV。
它支持中英文并能与控制器的ModbusMaster相连。
控制器需要一个RS485ModbusRTU从属于用户界面的界面。
当用户界面失灵并超过10秒还没反应，控制器就应发出警报并停止机器。
电连接
需要并指定以下电连接。
2.4.1信号输入
需要输入以下4种功能
∙运行/停止
∙启动（输入触点必须关闭以便启动机器运行）
∙暂停（批次式）
∙驱动警报
最终可以将输入功能分配更灵活。
考虑以下电气参数
∙EMC4级试验（脉冲>4k）
∙48V容量
∙响应时间<100ms
∙输入滞后作用<4V=激活,>8V=不能激活,公差+25%
∙内部的24V以便能连接上公共区。
2.4.2信号输出
需要以下4种数字输出功能
∙运行
∙警报（反向输出）
∙Refill加料
∙完成（批量）
最终可以将输出功能分配更灵活
考虑以下电气参数
∙EMC证明
∙继电器触点250VAC10AC连接（COM/NO/NC）
∙单一输出之间以及输出和控制电子学之间>3mm蠕变距离
2.4.3应变片传感器界面
应变片传感器界面需要以下规格：
∙6线制界面
∙桥路电压5VDC
∙灵敏度2mV/V=10mV全量程
∙分辨率>25000增量
∙采样率>50Hz
∙高位数字滤波器带可调试的过滤时间
∙电缆长度2米
2.4.5模拟电动机驱动指令输出
外部电动机驱动的模拟输出要有以下规格：
∙输出4-20mA
∙分辨率>1000增量
∙负载阻抗<500Ohm=最大10VDC
∙负极连接在共用的控制器上
∙电动机驱动的屏蔽电缆需要EMC标准
2.4.6串联的电动机驱动器界面
∙2-导线的RS485内通道协议来连接一个串行驱动如450WMDU（信息译码器）。
2.4.7用户界面连接
∙5线制的RS485全双工通信制加上共用的Modbus从属界面，带固定的19200波特的波特率
2.4.8电源
∙一个通用的用于85-264VAC47-440Hz,10W的电源要用于3个终端设备，L1,N和接地线
2.4.9辅助电源
∙需要为外围设备如一个重新补充的阀的螺线管和最后一个接近的传感器提供24V250mA的辅助电源。
也有可能为一个小的用户界面如F930-GOT（24V200mA）提供电力。
拨码开关
拨码开关用来设定用于启动用户界面名或下载软件的从属地址和其他参数。
此开关具有以下功能：
SW1,ON=Address+1（all3off=address1）
SW2,ON=Address+2
SW3,ON=Address+4
SW4,OFF=9600Baud（Low）,38400Baud（High）,On=19200Baud（Low）,57600Baud（High）
SW5,OFF=BaudrateLow,ON=BaudrateHigh
SW6,OFF=RS485-4-Wire,ON=2-Wire
SW7,OFF=normalmode,ON=ISPmode
SW7,OFF=Run,ON=Reset
注：
ISP模式（在系统编程中）是用从Atmel中的PC程序“Flip”来下载软件。
主机界面须透过用户界面对地址、波特率和2/4-到限制界面单独编程。
参数存储器
参数存储在一个EEPROM里或微型控制器的闪存区域。
当失电时动态数据需要存储。
因此，必须在电源上加上能显示的一个停电信号和电容器，以便能有足够的时间来保存数据（大概100ms）。
程序存储器
本产品需要一个程序存储器以便用来下载软件。
运行指示灯
以下的运行指示灯装在电路板上
用户界面RX和TX数据动态
本地界面RX和TX数据动态
每个信号输入有一个对应指示灯亮
每个信号输出有一个二极管对应指示灯亮
电源指示（在电源上）
如果出现故障，警报指示就会亮起来。
如果系统正在运行，活动指示灯闪亮。
外观设计
控制器要包括一个单个板，这个单个板能安装在靠近机器的一个接线盒上。
或者，如果它能安装在一个DIN-Rail内并安装在与电动机驱动和用户界面一起的一个机壳里
测试
2.10.1硬件测试
∙所有数字和模拟I/O,串行接口，Π形插入式开关，指示灯和24V外围设备的一般功能测试。
∙EMC测试（快速瞬时爆破试验,静电放电,免疫力辐射电磁场）
∙根据EN61010-1的高电压绝缘试验
∙在人工气候室内的温度范围测试
2.10.2软件测试
∙对于软件测试需做如下软件功能测试,如
∙串行的主机和用户界面的功能测试。
同时检查所有的参数设置（波特率,地址,4/2-导线,阅读登记,单项和多项写入登记）。
∙串行直流电机包括直流电动机的参数的功能测试
∙4-20mA输出和标度校准
∙自动加料
∙失重运行效果，实际流量和累计精度
∙警报处理
3遵守的安全标准
该控制器遵守CE和UL的统一标准。
∙总的电辐射EN50081-2/IEC1000-6-2
∙总的电抗扰性EN50082-2/IEC1000-6-2
∙低电压指令73/23/EWG
4希望实现的功能
主机界面
用于一个主机与可变波特率连接，可选择的5-导线半/全双工通信制RS485ModbusRTU的从属界面
此项可能需要选择某些硬件，如一个用于本地机连接的通信协同处理
5其他辅助设施和连接
用户/主机界面连接
存储分为2部分：
IEEE32-位浮点值位于40001-40050。
16-字节整数值位于从40051及40051以上。
整数值分为3部分。
位图寄存：
命令（40051）,指示灯（40052）和警报（40053）。
整数参数
内部值如校准值是没必要在用户界面上显示出来。
5.1.1浮点参数
以下表格列举了浮点值
存储区域#
名称
范围
默认
单位
备注
40001
净重
kg
净重用公斤计算（只读）
40003
实际
kg/h
实际流量（只读）
40005
设定
kg/h
流量设定
40007
加料时间
5…99
30
sec
加料时间在一个警报之前已被设置。
40009
满量程
1.000
满量程用来校准标度
40011
加料最大值
0.0
kg
加料高位，0.0次重新输入
40013
加料最小值
0.0
kg
加料低位
40015
马达指令
%
显示马达驱动的信号（只读）
40017
马达转速
RPM
显示目前马达转速（只读）
40019
累计
kg
设备里累计剩余重量（只读）
40021
毛重
kg
毛重量（只读）
40023
皮重
kg
皮重由去皮指令设定
40025
量程范围
kg
连接的称重传感器的容量
40027
重量过滤器
0–9.9
sec
重量过滤器的过滤时间，0=关闭
40029
流量过滤
0-99.9
30.0
sec
流量过滤的过滤时间，0=关闭
40031
进料因素
kg/h
100%代表达到最大喂料速率
40033
控制增益
0-100
10.0
%
用来设定控制器的控制能力，0%无法控制。
5.1.2整数参数
下表列举了整数参数：
存储区域#
名称
范围
默认
单位
备注
40051
指令
指令登记，如下
40052
指示灯
指示灯登记，如下（只读）
40053
警报
警报登记，如下（只读）
40054
警报延时
0-100
30
Sec
在延时警报激活前的延时
40055
偏差警报
0-99
0
%
偏差设定报警限值，0=关闭
40056
采样时间
100-10000
1000
ms
控制算法的采样间隔时间
40057
编码器
0
Inc
编码速度递增
备件
40068
本地机地址
0-254
0
主机从属地址,0=与用户界面相同
40069
本地机波特率
0-3
1
本地机波特率,0=9.6k,1=19.2k,2=38.4k,3=57.6k
40070
本地机模式
0-1
0
本地机连接，0=4线制,1=2线制
40071
变频器情况
电机驱动，状态反馈（只读）
40072
变频器驱动指令
电机驱动，驱动指令
40073
变频器速度
电机驱动，速度频率
40074
变频器正常速度
电机驱动，正常速度
40075
变频器正常动力
直流电机驱动，正常动力
40076
变频器正常电压
电机驱动，正常电压
40077
ADOffset模拟数字偏移量（32-位整数）
（32-Bitinteger）
重量模拟数字转换器偏移校正值
40079
DAOffset数模偏移量
10000
4-20mA马达信号偏移校正值
40080
DASpan数模范围
10000
4-20mA马达信号范围校正值
5.1.3指令存储
下表列举了指令存储的位数
位数
名称
描述
0
运行
启动机器
1
停止
停止机器
2
警报清理
清理警报
3
累计清理
累计值清理
13
皮重
把总重量写入皮重参数来获得
14
参数清理
清除参数存储器并将所有参数设为默认值
15
标度校准
校准标度并将模拟数字转换器
5.1.4状态存储
下表列举了状态存储的位数：
位数
名称
描述
0
运行
若机器运行，设定。
（数字继电器输出1）
1
警报
若有警报，清除。
（数字继电器输出2）
2
加料
加料阀信号（数字继电器输出3）
3
完成
批次式完成信号（数字继电器输出4）
8
可运行
可运行。
启动机器时，此信号必须显示出来。
9
混乱
标度混乱
10
计量
计量模式
5.1.5警报存储
下表列举了警报存储的位数：
位数
名称
停止
延时
描述
0
加料
No
No
加料时间o
1
偏差
No
Yes
实际流量偏差>限制值
2
速度
No
Yes
马达速度指令<1%或>100%
3
低出范围
No
Yes
量程低出范围
4
超出范围
No
Yes
量程超出范围
8
中止联接
Yes
Yes
串行中止联接警报。
用户界面超过10秒没有联接。
9
马达
Yes
No
马达警报
10
Eeprom
Yes
No
Eeprom参数存储器错误（非可变性存储）
11
电源
Yes
No
发现无电源没有重设。
12
重量
Yes
No
重量转换器错误
13
Coproc协处理器
Yes
No
在协处理器上有一个通信问题。
校准程序
在控制器生产完成后，必须及时进行以下校准步骤，来校准控制器的单个硬件公差。
校准值能被读出并归档。
在参量重新设置的情况下，这些值可以被再次输入，而且重新校准是不必要的。
5.2.1称重单元和A/D转换的校准
称重单元、用户界面和电源。
称重标定时必须是不能负载的（上面不能有机器）。
打开电源开关。
∙执行一个标定命令。
这也许用几秒钟
∙观看用户界面上的总重量。
如果标定完成，它会靠近零值。
重要的：
此称重单元必须只能和与其校准的控制器一起使用。
如果控制器或称重单元被替换，必须再重新校准。
5.2.2马达A/D信号的校准
∙将一个毫安培米连接到模拟输出、用户界面和电源。
不要连接到发动机驱动上。
打开电源开关
∙输入一个设定值为100和进料因素（最高率）为100。
输入控制增益为0%。
输入为DAOffset10000和DASpan为10000。
∙机器停止运行，测量电流输出（应该在4mA左右）。
∙计算并且输入数模偏移量如下：
DAOffset=10000+10000*（4.0–电流[mA]）/16
∙运行机器，测量电流（应该在20mA左右）。
∙计算DASpan如下：
DASpan=10000*（16.0/（电流[mA]-4.0））
∙将控制增益改回到10%
硬件连接
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