基于PLC和称重传感器的附油定量灌桶控制器设计

目前，轻油定量灌装自动化系统已在军内外油库广泛应用；粘油定量灌桶作业常采用人工控制的磅秤计量方式，工作效率低，劳动强度大。粘油定量灌桶常通过加温减小粘度，采用轻油定量灌桶控制方式，采集现场流量、温度仪表的数据，进行数据处理判断后，再进行相关的控制操作，如电机的控制，阀的开闭等。这样实施粘油自动定量灌装，虽然提高了工作效率，但温度补偿对计量精度的影响较大。为此，本文设计出基于S7-200 PLC和称重传感器的油料灌桶控制器。

1 基本功能

（1）多通道粘油定量灌桶控制。采用的EM-231模拟量输入模块有四个模拟量输入通道，因此该控制器最多可以同时控制四个通道的油料灌装，大大提高了灌装效率。

（2）称重传感器数据采集。称重传感器的信号通过变送器和模拟量输入模块传入PLC，PLC根据采集到的数据进行相关动作。

（3）电动开关阀自动控制。PLC根据阀门控制算法确定并发出开阀或关阀信号，控制电动开关阀的开闭，以达到精确灌装目的。

（4）人机交互。可以通过现场的HMI触摸屏和远程的上位机对现场进行实时监控，及时掌握灌桶现场的情况，同时可以根据情况进行远程控制。

（5）数据通信。系统设计到的通信主要包括现场设备与PLC、PLC与HMI触摸屏和PLC与上位机之间的通信。

（6）系统故障自诊断。通过系统故障自诊断可以检测出当前PLC的通信状态，模拟量输入和开关量输入是否正常，以及电源是否处于接通状态。可以提高系统的可靠性，出现问题及时发现及时解决。

2 硬件配置原理

本文选用西门子S7-200PLC控制器，可以实施多通道定量灌桶控制。PLC通过以太网和上位机进行通信，上位机通过组态软件即可对灌桶现场实施实时监控。在本设计中，需连接的现场主要设备有：

（1）四线制称重传感器，将重量信号转换为电压信号。

（2）TR2004多路重量信号变送器，将称重传感器传来的电压信号转换为标准的4—20mA电流信号输出。

（3）控制用执行器类，实现灌桶的流程控制。如管道泵、电动开关阀等的开闭。

（4）HMI智能终端。通过使用HMI智能终端，使操作人员能实时了解灌装过程的情况。

以其中一个通道为例，结构图如图1所示。

以上控制算法中的冲量c w主要由灌桶速度和电动开关阀的开关速度决定，要通过现场反复实验得出。

4 结束语

综上所述，基于PLC和称重传感器的自动灌桶控制器，原理简单易懂，操作控制方便。与传统的人工磅秤计量相比，具有计量精度高、安全高效、便于管理等显著优点，是油库实现自动灌桶的一个研究方向。