HTC仿申克仪表

一、产品介绍

本仪表是我公司专门为实现散状物料配料、计量和控制而自主开发的一款智能控制仪表。

本仪表可以通过模拟量及开关量输入输出接口与PLC组成控制系统、并可以通过现场总线与远程主机组成DCS系统。它可以用于：

——电子皮带秤。监视皮带速度和皮带负荷，计算流量以及累积量。

——定量给料机。采集给料机的皮带速度和皮带负荷，并通过控制电机拖动皮带的速度或预给料来控制流量。

——固体流量计等其它散状物料连续计量设备。

二、功能特点

采用32位ARM  CPU可靠性高运行速度快。

智能控制算法和智能化功能处理大大简化了参数的设置，使仪表操作非常简单。另外针对波动较大的绞刀秤等设计一种特殊控制算法。

标准modbus通讯接口，便于与其他系统的连接。

多键操作，方便快捷。

特殊设计的电源电路，不仅可靠性高，而且电压适应范围更宽。克服了普通开关电源只适合低电压运行，而不适合高于260V的高电压电源运行的缺点。

双套数据存储电路，所有参数均备份存储，一旦数据受到干扰，可自动恢复。同时仪表还设置恢复出厂设置、恢复备份等功能。

采用ADC电路，不仅速度快，精度高，而且避免了常见可编程ADC电路因干扰配置文件丢失后无法正常运行的弊端。

测速输入端增加脉冲整形电路，可以使测速结果更准确、稳定。

仪表设置更多的功能模式。仪表包括单调速方式、双调速方式、恒速方式、计量方式、绞刀秤方式、冲板流量计方式等。另外可以采用由模拟输出实现的前馈控制，实现无测速装置的调速运行。

灵活的控制方式。仪表可以通过键盘、通讯或接口进行流量设定、仪表启动等操作。启动方式和流量设定方式可以通过外部输入信号快速切换，也可以通过参数进行设定。另外，计量方式可选速度启动。

在冲板流量计方式，仪表具有4点线性化处理。

具有容积运行方式。当测速传感器或荷重传感器出现故障时仪表可以参考正常时的经验数据进行开环控制。

手动运行功能。该功能可以方便系统的测试。

仪表具有参数设置功能、接口测试功能、标定功能(零点标定、链码标定和实物标定)、参数备份和恢复功能等，支持键盘直接修改零点和系数。

V2.0版本增加双语显示，可以通过参数选择中英文显示。

三、技术参数

仪表综合计量精度：0.03%

模拟输入通道。2通道16位ADC，转换速度为240次/s，采用截止频率为2－5Hz的有源滤波器。通道1为荷重传感器输入通道，传感器供电电压5或10V，6线制或4线制接线。通道2为外部流量设定通道，可输入0－20mA电流信号，输入阻抗为120欧。

模拟输出通道。3个16位模拟输出通道，输出信号为0－20mA，负载驱动能力为500欧。模拟输出信号用于主控制输出、瞬时流量输出和辅助控制输出(双调速控制)。

开关量输出。6个通道开关量输出，采用大功率三管OC输出，可以驱动100V/1A的直流负载。开关量输出包括启动、备妥、运行、累计脉冲、报警输出、容积输出等。

开关量输入。4个通道开关量输入通道，采用下拉输入有效。可以使用继电器无源点，OC输出方式的输入设备等。开关量输入可用于启动、报警复位、外部启动选择、外部流量设定选择、测速脉冲输入等。

流量单位：t/h、kg/h、或kg/m.

流量显示范围:0-99999

重量单位：t、kg

累计重量显示范围0－999，999，999

工作电源：160－300V 50Hz、10W

工作环境：-10－50℃，10－95％RH（不结露）

四、原理简介

控制方法。本仪表采用人工智能控制算法，它可以模仿人的处理方法完成流量偏差的纠正，其特点是可以自动适应物料特性的变化，克服了传统PID算法经常修正控制参数的缺点。该算法已经过各种特性物料的测试以及各自干扰因素的测试，适应性非常好。使用该仪表时只需根据皮带秤的滞后特性设定控制周期即可。皮带秤的滞后时间就是从流量调整调整开始到仪表上能准确显示调整后的流量的时间。比如对带给料机的皮带秤来讲，滞后时间等于物料从给料机落到皮带上到物料完全进入计量段的时间。该时间根据皮带秤的速度不同，滞后时间一般在2-5s左右。对于拖出式皮带秤来讲，由于料层厚度基本不变，滞后时间实际就是变频器的加速时间和机械惯性时间。一般在1－2s之间。另外报警误差限对调整也有一定影响。瞬时流量在误差范围内与否仪表将采用不同的调整算法。当瞬时流量在误差范围内时按照经验值调整，在误差范围内时，按照累计误差进行小步调整。

另外，针对波动较大的绞刀秤等，仪表还设计一种特殊控制算法。因为物料或给料机的原因，有时物料本身波动很大，传统的控制算法调整可能无法工作(此时的报警误差限也没有意义)，此时可以将流量“报警上限”和“报警下限”设定为0，仪表将自动执行该控制特殊算法。该控制算法的基本思想是，根据前5次调整输出和瞬时流量的平均计算下一次的输出，控制周期和调整量的调整参照前面说明。

五、工作方式

本仪表包括单调速方式、双调速方式、恒速方式、计量方式、冲板流量计方式等。不同方式运行过程、标定方法、使用的参数以及外部接线方法都有说不同。

方式0，双调速方式。适合带给料机的皮带秤定量给料机，流量通过给料机调整，计量皮带的速度也可以跟随物料实际流量进行调整，以确保皮带上合适的料层厚度。零点标定时，计量皮带运行，给料机停止。待计量皮带运行稳定后开始计时，计时时间到停止标定。零点标定按照设定的标定圈数和皮带整圈时间的乘积自动停止。皮带整圈时间应该是在相同速度下皮带转速恒定时测量的结果。实物标定是按脉冲数自动停机的，该脉冲数是在零点标定时测量得到的。因此实物标定时的速度是任意修改的。另外为了确保整圈标定，实物标定时，给料机会提前半圈停机。要特别注意：在标定前皮带上时没有物料的。双调速方式时计量皮带的运行速度与设定流量成正比，其比例值可以在“参数修改”功能中可以修改，见参数表的“调速比例”。该参数影响运行和标定时计量皮带的速度。

方式1，单调速方式。适合不带给料机的调速皮带秤，通过调整皮带秤的速度改变流量，料层厚度保持不变。零点标定时先关闭给料闸阀，启动皮带，待速度恒定后再开始测量。皮带整圈时间也应该是在相同速度下皮带转速恒定时测量的结果。实物标定时打开闸阀，先在皮带上布好物料，然后再执行标定过程。标定结束后皮带上保留与标定前同样的物料。实物标定时的流量应尽量与实际运行接近。 

方式2，恒速方式。恒速方式也适合带给料机的皮带秤，但此时计量皮带的速度是固定不变的。标定方法与双调速类似。

方式3，计量方式。计量方式时增加累计阀值功能。当瞬时流量小于累计阀值且持续一定时间则自动停止累计处理，当瞬时流量大于累计阀值时且持续时间大于一定时间时自动开始累计。仪表好设定为外部启动，并且保持启动信号一直有效即可。

方式4，冲板流量计方式。冲板流量计也是常用的一种动态计量秤，但与皮带秤的区别就是冲板流量计输出信号与瞬时流量是非线性关系，需要进行线性化处理。本仪表对流量进行4段线性化校正。其他方面与恒速秤类似，不需要测速信号。

容积方式运行。当称重传感器和测速传感器出现故障时（AD超过60000或小于1000，频率大于3000Hz或小于2hz时认为故障），仪表可自动进入容积方式，仪表

会根据正常情况下(进入容积方式前皮带秤运行正常、误差小于20%)的经验数据控 

制变频器等给料设备。双调速方式，因测速传感器故障进入容积方式时，仪表仍然根据经验值调整，单调速方式因荷重传感器故障进入容积方式时也会自动调整。容积方式可以选择有效或无效。进入容积方式时仪表显示“容积方式”，通信查询状态为“4-容积方式运行”。

仪表的启动、流量控制方式。仪表的启动方式和流量控制方式包括通讯、键盘、外部端口等。并且键盘和通讯可以同时有效。即键盘和通讯可以同时对仪表进行控制。外部启动时，计量方式是电平有效，即只要启动信号闭合仪表即可运行，其他方式为沿触发有效，即当外部启动信号有无效到有效转换时启动。对计量方式还可以选择速度启动。当脉冲频率超过2hz且持续时间超过3s时自动运行。频率低于2Hz持续时间超过3s时停机。

六、通讯功能

1. 波特率可以选择4800、9600或19200。 

2. 通讯设置为 1个起始位，8个数据位，无奇偶效验和2位停止位。 

3. 支持modbus协议的03、05、16命令，其中05命令为启动、停止配料命令。 

4. 数据包长度不能超过50字节。 

5. 详细内容见modbus－RTU协议文本。 

6. 通信参数表见《通信参数表》。 

7. 如果线使用组态王软件时，注意地址应在参数表基础上加1。并且不能使用打包传送。