海为C16S2R系列PLC在JDWT定量包装控制系统中的应用设计

一、系统简述

JDWT定量包装控制系统是一种广泛应用于建材、化工、冶金、医药、饲料等行业中的包装系统。它与人们的日常生活息息相关，包装袋上面的净含量是人们进行消费时衡量产品质量的一个重要依据。因此，对于生产厂家而言，如何把产品的净含量控制在允许误差范围之内是把好产品质量关的一个基本标准。本控制系统采用厦门海为公司的C16S2R主机，通过和JDWT01称重模块和显控触摸屏的通讯来完成定量包装，在保证称量精度的前提下，尽可能地提高了称重速度。

二、系统的配置与说明

2.1系统的主要硬件配置

2.2 PLC的选择

PLC是整个控制系统的核心，它以通讯的形式接收触摸屏的监控和操控，并主动读取称重模块采集的称重信息，同时完成其他的控制功能。本系统采用海为C16S2R作为控制器，主机自带2个通讯口，刚好符合需求。主机的RS232口用来和触摸屏通讯，RS485口用来读取称重模块的称重信息，只需一条指令即可完成称重信息的读取，非常方便。而且C系列的主机成本低廉，内部元件丰富其中V寄存器区14847个，中间继电器12287个，定时器1024个足够用户使用。性价比高，强大的功能使之成为多种小型控制任务的理想解决方案。

2.3重量采集模块的选择

在定量称重控制系统中，称重模块是数据采集单元的核心，其测量性能直接影响到系统整体的测量精度。选择模块时要综合考虑量程、精度、稳定性和工作环境等因素，本系统综合考虑采用流行的主控 ARMSTM32系列 CPU+AD7190 AD 转换模块--JDWT01称重模块。JDWT01模块使用16位的A/D转换，是高精度称重行业的一个很好的解决方案。

三、电气原理图及端子定义

3.1电气原理图

3.2端子定义

四、系统设计与调试

4.1系统难点

定量包装过程是一个动态的、大惯性滞后、非线性的运动过程，要求重量的变化过程中实时地测量当前数据，控制投料机构的开度，提升整体的控制精度，而且在称量过程中还需考虑系统的称重速度。称重精度和速度二者相辅相成，如何在不影响称重精度的前提下，尽可能的提高称重速度是本系统的一个难点。在设计中应该寻找一个平衡点，使系统具有一个更好的使用价值。

4.2控制方案

本系统采用三级投料方式，分为大投、中投、小投三种方式。用较短的时间使用大投投料方式投入额定重量的80%-85%，使用中投投料方式投料到额定重量的95%，使用小投投料方式投料到额定重量，前俩种投料方式侧重于称重速度，后一种投料方式侧重于称重精度，解决了称重效率和称量精度之间的矛盾。

4.3实际调试画面

根据实际需求，本系统共设计了两种计量模式，一种为有斗计量，另一种为无斗计量。

在有斗计量模式下，系统采用双气缸下料方式，默认选择边下料边拍打的模式填充物料。通过调试画面可查看当前累计称重袋数和净重是否在误差范围之内等信息。下面是调试画面及其控制原理图：

在无斗计量模式下，系统采用双螺旋下料方式，默认是称重结束后拍袋。同样的，也可通过调试画面查看相关的信息。无斗计量模式的基本原理和有斗计量模式的原理基本一致，下面是无斗计量模式的调试画面和控制原理图：

用户在实际使用过程中可根据实际需求调整拍袋的方式和频率来达到生产需求，具有较高的灵活性。另外可以通过Modbus协议读取远程I/O模块的状态信息，其他的一些额外功能通过编程也可轻松实现。经过用户的初步体验，系统的称重精度和速度皆达到预期标准，后续还会进行改进，争取达到更高的精度和更快的速度。