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計量稱重與人類生產(chǎn)、生活息息相關，散裝水泥、糧油、石油化工制品、能源、冶金等碼頭、倉庫、工廠很多場合需要對連續(xù)輸送散裝物料進行計量稱重。長期以來，港口、鐵路、糧食化工等行業(yè)，大宗散裝物料稱量，倉儲等環(huán)節(jié)需要對連續(xù)輸送物料（尤其是顆粒狀散裝物料）進行快速準確地計量稱重。都屬于勞動密集型作業(yè)，不但勞動強度大。速度慢，而且計量精度差。不能滿足精確計量和快速稱重的要求。連續(xù)輸送物料計量稱重系統(tǒng)是基于動態(tài)稱重方法，采用物料流的動態(tài)切換和雙稱量斗互備緩沖計量方式，解決了連續(xù)輸送物料的精確計量和快速稱重的難題，計量精度高于０．５％，可作為貿(mào)易結算或企業(yè)散裝物料入庫、出庫及上下工序間工藝控制用計量稱重，可替代傳統(tǒng)皮帶秤或核子秤等，同時具有較強的抗干擾能力和更快的響應速度。本文設計的連續(xù)輸送物料計量稱重系統(tǒng)是基于動態(tài)稱重方法，采用物料流的動態(tài)切換和雙稱量斗互備緩沖的計量方式，計量精度高于０．５％，可作為貿(mào)易結算等用途的計量，解決了連續(xù)輸送的散裝物料的精確計量和快速稱重的難題。
１　連續(xù)稱重系統(tǒng)組成和工作原理
１．１　系統(tǒng)組成
連續(xù)輸送物料計量稱重系統(tǒng)主要由機械系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成，整個系統(tǒng)安裝在一個方形的箱體內(nèi)。系統(tǒng)包括左、右２個計量斗、６只稱重傳感器、２套稱重儀表、物料流切換裝置、計量斗放料閘門、驅動閘門切換的氣缸、電磁閥、氣源部件、控制面板及自動控制系統(tǒng)等組成。
１．２　工作原理
在開始計量時，通過物料流切換裝置使左計量斗處于進料狀態(tài)，右計量斗處于進料等待狀態(tài)，左計量斗進料完成后進入計量稱重狀態(tài)，同時右計量斗進入進料狀態(tài)，以保障進料的連續(xù)性。左計量斗計量稱重完成后由氣缸控制放料閘門快速放料，放料完畢立即轉入進料等待狀態(tài)。右計量斗進料完成后轉為計量稱重狀態(tài)，左計量斗再次轉為進料狀態(tài)，如此循環(huán)往復，通過多次循環(huán)完成整個計量稱重任務。在計量稱重過程中，始終要有一個計量斗處于進料狀態(tài)，以保證精確計量和物料連續(xù)輸送的統(tǒng)一。
２　稱重控制系統(tǒng)及其硬件設計
２．１　物料流轉換時序設計
連續(xù)輸送物料計量稱重系統(tǒng)的關鍵是以２套互為備份的稱量裝置在計量和進料、放料等過程中進行合理切換，使得２套稱量裝置保持有一套裝置處于進料狀態(tài)，另一套裝置處于計量或計量輔助狀態(tài)，以確保物料流的連續(xù)性和計量的準確性。物料流切換和２套稱量裝置的狀態(tài)轉換時序設計，要保證一套裝置的計量時間和放料時間之和小于另一套裝置的最長進料時間，否則，處于進料狀態(tài)的進料斗已滿，處于計量狀態(tài)的計量斗還沒有完成計量或放料，則無法切換到進料狀態(tài)，物料流的連續(xù)性就不能保證。最長進料時間由可計量的最大流量和計量斗有效容積決定，稱量時間決定于計量時穩(wěn)定延時時間，計量斗放料時間決定于放料口截面積和物料下落速度。各個環(huán)節(jié)的時序應符合以下關系：Ｑ／ＶＰ＞Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４。（１）式中：Ｑ 為最大計量流量；ＶＰ為一個計量斗有效容積物料密度；Ｔ１為物料流切換裝置的動作時間；Ｔ２為計量前的穩(wěn)定時間；Ｔ３為計量采樣時間；Ｔ４為放料時間。為此，應當首先確定Ｔ１和Ｔ４，然后根據(jù)式（１）反算所需計量斗容積，但計量斗容積又會影響放料時間Ｔ４，而Ｔ４與每次計量物料質量之間沒有對應的計算方法，一般通過實驗測定。因此，時序確定是一個需要多次反復實驗和驗證的過程。
２．２　物料流切換裝置設計
物料流切換功能是實現(xiàn)互備緩沖計量的前提，為了簡化結構，切換裝置利用物料在重力作用下自流來實現(xiàn)切換，不使用機械和動力?？赡艿那袚Q方式有單導向板或雙導向板結構，有上轉軸和下轉軸方式。本設計綜合切換速度、所需驅動行程和驅動力大小等因素，選擇雙導向板轉軸上置方案。
３　系統(tǒng)軟件設計
３．１　稱重儀表與ＰＬＣ的接口通信軟件設計稱重儀表輸出有模擬輸出或串行口數(shù)字輸出，為了把計量斗重量數(shù)據(jù)傳送到ＰＬＣ，可選用模擬信號傳輸方式或串行通信方式。由于系統(tǒng)選用的稱重儀表為數(shù)字式儀表，重量數(shù)據(jù)在儀表內(nèi)部已經(jīng)轉化成了數(shù)字量，如果用模擬信號傳輸給ＰＬＣ，儀表要進行Ｄ／Ａ轉換，ＰＬＣ需要增加模擬輸入模塊，再經(jīng)過Ａ／Ｄ轉換把模擬量轉化為數(shù)字量，一方面增加了成本，另一方面經(jīng)過多次轉換降低了計量精度。所以，本設計采用串行通信方式直接傳輸數(shù)字量。稱重儀表串行通信一般采用ＲＳ－４８５方式，通信協(xié)議為ＭＯＤＢＵＳ，但很多ＰＬＣ沒有直接支持ＭＯＤＢＵＳ協(xié)議的軟件模塊，需要通過ＰＬＣ編程實現(xiàn)與儀表的ＭＯＤＢＵＳ協(xié)議通信，為了保證通信的可靠性，必須采用有效的抗干擾措施，包括通信線的屏蔽、終端電阻以及采用數(shù)據(jù)重發(fā)和軟件容錯算法等。
３．２　自動稱量動作流程設計與ＰＬＣ控制軟件實現(xiàn)連續(xù)輸送物料計量稱重系統(tǒng)靠２套計量裝置合理切換與配合來保證物料流的連續(xù)性和計量的準確性，要實現(xiàn)嚴格時序關系，關鍵在于自動稱量動作流程設計和ＰＬＣ控制程序的編制，要在保證物料流連續(xù)性的前提下，合理分配物料切換時間、計量前的穩(wěn)定時間、計量采樣時間和放料時間的長短，并保留一定的時間裕度，以確保系統(tǒng)運行的可靠性。最終的控制方案需要經(jīng)過實際運行測試，并通過多次優(yōu)化后確定最終值。
４ 散裝物料連續(xù)計量系統(tǒng)（散料秤）
散料秤的結構形式：
（1）秤斗快速切換交替計量，適合粉體、顆粒料等散料累計計量
（2）上、中、下三斗形式，即貯料斗、秤量斗、卸料斗結構
（3）特殊要求，可特別設計。
散料秤的系統(tǒng)配置：
1）械結構
2）控制柜
3）計算機及打印機
散料秤（散料秤計量秤）功能特點：
1）可滿足不同的安裝場合
2）專業(yè)化的稱重結構，快速、穩(wěn)定、可靠
3）嚴格的表面處理工藝，適合于多種環(huán)境
4）特殊材料磨層，提高設備的使用壽命
5）卸爆裝置配備，增強系統(tǒng)的安全性
6）自動校秤裝置，簡化日常校秤工作
7）壓力平衡系統(tǒng)，進一步提高了稱量準確度
8）專用工業(yè)稱重控制終端及高精度稱重傳感器
9）故障報警及工作狀態(tài)的監(jiān)控
10）完善的物料數(shù)據(jù)管理及報表打印
11）計算機接口

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