وحدة تحكم في الوزن لميزان متعدد الرؤوس

المؤلف: سمارتوي ميزان متعدد الرؤوس

1. مكونات ومعايير وحدة التحكم في وزن الميزان متعدد الرؤوس: يُعدّ الميزان متعدد الرؤوس نظام وزن ديناميكي شائع الاستخدام، ويتكون بشكل أساسي من سير ناقل، وحامل، ومعدات فرز، ووحدة تحكم في الوزن، ومعدات ضبط الوزن الصافي، ومكونات أخرى. يتميز هذا النظام بالتعرف التلقائي والتحقق الديناميكي من القياسات. أثناء التشغيل، وبدون تدخل يدوي، يقوم سير الناقل بنقل المواد الخام المراد وزنها تلقائيًا إلى الحامل، حيث يتم تحديد موضعها مسبقًا وفقًا لمكوني الفحص البصري على جانبي منصة الوزن، ويتم ضبطها مسبقًا وفقًا لمعدات الضبط. يتميز الميزان بنطاق وزن صافٍ مناسب لإجراء الفرز. ولضمان ثبات وزن المواد الخام على الميزان بما يتناسب مع سرعة السير الناقل، يجب أن تكون لوحة التحكم في الوزن سريعة ودقيقة وموثوقة.

تُستخدم وحدة التحكم في الوزن للتحكم في ميزان متعدد الرؤوس على جهاز قياس ضغط المداس في حقل المطاط المُفلكن. وهي تتألف بشكل أساسي من نظام تحكم آلي يتكون من 51 معالجًا دقيقًا أحادي الشريحة، ومضخم أولي، وجهاز ضبط، ومصباح عرض نتائج الفرز، وعداد إلكتروني، وآلة نسخ، ومصدر طاقة تبديل، وما شابه ذلك. يوضح الشكل 1 إطار عملها الأساسي.

يقوم المضخم الأولي بتضخيم إشارة البيانات ذات مستوى الميلي فولت الصادرة من مستشعر ضغط التشغيل، ويحولها إلى إشارة تفاضلية، ثم يرسلها إلى نظام التحكم الآلي أحادي الشريحة CS-51 لمعالجة البيانات. تتم مقارنة نطاق الوزن الصافي المحدد، وتعتمد نتيجة المقارنة على فتح وإغلاق مصباح العرض لعرض المعلومات، والعداد الإلكتروني للعد، وبدء تشغيل آلة النسخ لتسجيل بيانات الإنتاج. يحتوي جهاز التحكم في الوزن على وضعين للتشغيل: التشغيل والمعايرة. عند اختيار وضع المعايرة، يقوم الجهاز بإدخال البيانات الثابتة وعرض المعلومات بشكل طبيعي.

عند هذه المرحلة، ضع الجسم المراد وزنه على منصة الوزن، وستعرض لوحة التحكم الوزن الصافي، ويمكن معايرة الميزان. عند اختيار طريقة التشغيل، سيبدأ جهاز التحكم في الوزن عملية الوزن والفرز الديناميكية. في هذه المرحلة، سيتحقق جهاز التحكم من إشارات البيانات الضوئية للأجزاء المراد وزنها على جانبي منصة الوزن، ويحدد الأجزاء المراد وزنها، ثم يُجري عمليات الوزن والفرز الديناميكية.

في بلدي، تُستورد في الغالب وحدات التحكم في الوزن المستخدمة في الموازين متعددة الرؤوس، بينما تُعدّ معظم المنتجات المُطوّرة والمُصممة في الصين مُشتقة من شاشات عرض الوزن العامة. ويتم إدخال فئة فرز الوزن الصافي عبر لوحة المفاتيح. وعندما يعمل كل شيء بشكل طبيعي، لا يستطيع المشغل رؤية القيمة المُسبقة، وتكون الصورة رديئة، والتعديل غير مريح. وحدة التحكم في الوزن التي طورناها وصممناها تُحاكي النماذج الأجنبية، حيث تم تركيب أربعة مفاتيح DIP رباعية الأوضاع على لوحة التحكم لضبط نطاق فرز الوزن الصافي. ويمكن تقسيم هذه المفاتيح الأربعة إلى خمس فئات للوزن الصافي وفقًا لتقنية المعالجة (انظر الشكل 2).

يمثل الرقمان الأولان من البيانات المكونة من أربعة أرقام قيمة صحيحة، بينما يمثل الرقمان الأخيران قيمة عشرية. خلال عملية الوزن والفرز الديناميكية، يمكن تعديل القيمة المحددة مسبقًا في أي وقت ومن أي مكان. قم بإعداد مصابيح عرض وعدادات مناسبة لكل وزن صافٍ على لوحة التحكم.

يستطيع فريق التشغيل تعديل ضغط التشغيل لمدخل بثق المداس فورًا بناءً على تحليل اتجاه الوزن الصافي، والذي يُظهره الخطأ الأعلى والخطأ الأدنى، وذلك للتحكم في الوزن الصافي للمداس. بهذه الطريقة، يصبح الأمر مرئيًا وسهلًا للغاية. يحتوي كل سجل من السجلات الستة، المكونة من ستة أرقام، على بيانات مثل الوزن الفعلي، والخطأ الأعلى، والخطأ الأدنى، والانحراف الأعلى، والانحراف الأدنى، وحجم الإنتاج (بما في ذلك الوزن الفعلي، والخطأ الأعلى، والخطأ الأدنى).

مُجهّز بآلة نسخ لنسخ البيانات والمعلومات، مثل بيانات الإنتاج، مما يُسهّل إدارة ورشة الإنتاج. في حال وجود منتجات غير مطابقة للمواصفات مع انحرافات أعلى أو أدنى، يتم تفعيل جهاز الفرز تلقائيًا لإزالتها، مع إصدار تنبيه صوتي لتنبيه المشغلين. لا يقتصر عمل وحدة التحكم في الوزن على وظائف الوزن والفرز الديناميكي الصوتي فحسب، بل تشمل أيضًا وظائف التتبع التلقائي لنقطة الصفر، والتقشير، ومسح الصفر، وغيرها. إنه جهاز قياس عالي الدقة وعالي الدقة.

تتضمن معايير الأداء الرئيسية ما يلي: شاشة العرض: أنبوب عرض رقمي LED رباعي الأرقام بسبعة أجزاء. دقة شاشة العرض: أكثر من 300 مليون لون. مزود طاقة يعمل بتيار مستمر 15 فولت. منفذ طابعة واحد. درجة حرارة التشغيل: من 10 إلى 40 درجة مئوية. نظام تزويد الطاقة: تيار متردد 380 فولت بتردد 5 هرتز. ثانيًا، تطوير البرمجيات: ينقسم برنامج الهاتف المحمول، ضمن جميع برامج النظام، إلى قسمين: قسم التشغيل في الخلفية وقسم استقبال البيانات. تُخصص المهام الأقل استخدامًا، مثل النسخ ومعالجة البيانات وفحص الوزن الصافي وتحديده، لإدارة الخلفية؛ بينما تُخصص المهام الأكثر استخدامًا، مثل جمع البيانات وتنفيذها في الوقت المحدد، لموظف الاستقبال. يعتمد تطوير البرمجيات على بنية تصميم معيارية، حيث تُقسم إلى عدة وحدات برمجية وفقًا للمهام اليومية، مما يُسهل التعديل والتوسيع والنقل.

يُظهر الشكل 3 مخطط الإطار المبسط للبرنامج المصدر. ولتنفيذ عملية ترجيح البيانات الثابتة والفحص والترجيح الديناميكي، يركز تدفق البرنامج بشكل أساسي على التحليل الوظيفي وتصميم مقاومة التداخل. وسيتم شرح كل منهما أدناه.

١. تحليل الوظائف: يهدف تحليل وظائف برنامج الهاتف المحمول بشكل أساسي إلى تصميم وحدات برمجية متنوعة، وتنفيذ مهام يومية أساسية مختلفة بناءً على هذه الوحدات. في هذا السياق، قد تشمل الوظائف الرئيسية التي يؤديها برنامج الهاتف المحمول ما يلي: التتبع التلقائي لنقطة الصفر، والتقشير، ومعايرة نقطة الصفر، وجمع البيانات، والتنفيذ الزمني، وقراءة المفاتيح والإعدادات، وتحويل العمليات/التحقق، والنسخ، وفتح قيمة المعلومات المعروضة وفقًا لطريقة التشغيل. وبموجب إدارة برنامج مراقبة النظام، تقوم هذه الوحدة البرمجية بوزن البيانات الثابتة أو الفرز والوزن الديناميكي وفقًا لخطة التنفيذ المحددة مسبقًا.

٢. تصميم مقاوم للتداخل: نظرًا لأن الميزان متعدد الرؤوس يعمل في بيئة الإنتاج الصناعي الطبيعية، فإنه يتعرض لتأثيرات مختلفة في الموقع، مما يُهدد عمله الطبيعي. لذلك، بالإضافة إلى تدابير مقاومة التشويش في مكونات الجهاز، تُعد تدابير مقاومة التشويش في برمجيات الهاتف المحمول، كخط دفاع ثانٍ، بالغة الأهمية ولا غنى عنها. يجب أن يتضمن نظام البرمجيات السليم تحليلًا وظيفيًا، بالإضافة إلى تصميم مقاوم للتداخل لتعزيز موثوقية النظام.

يختار برنامج النظام الإجراءين التاليين لمكافحة التداخل في برامج الهواتف المحمولة: (1) يكون التداخل الكهرومغناطيسي لقناة الإدخال/الإخراج التناظرية في الغالب على شكل تشويش، ويكون تأثيره قصير الأمد. وبناءً على هذه الخاصية، عند جمع بيانات الوزن الصافي، يمكن جمعها بشكل متواصل لعدة مرات، حتى تتطابق نتائج الجمعين المتتاليين تمامًا، ما يجعل البيانات منطقية. إذا كانت البيانات غير متسقة بعد عدة عمليات جمع، فسيتم تجاهل عملية جمع البيانات الحالية.

يمكن تعديل الحد الأقصى لتردد كل عملية جمع، وكذلك التردد المتواصل نفسه، وفقًا لمتطلبات محددة. الحد الأقصى للبيانات المجمعة في هذا البرنامج هو 4 مرات، ويُعدّ جمعها مرتين متتاليتين أمرًا مقبولًا. بالنسبة لقناة أمان الإخراج، حتى وإن صُممت وحدة التحكم الدقيقة (MCU) للحصول على بيانات إخراج مناسبة، فقد يحصل جهاز الإخراج على بيانات غير صحيحة نتيجةً لتأثيرات خارجية.

في برمجيات الهواتف المحمولة، يُعدّ إرسال نفس البيانات بشكل متكرر إجراءً أكثر فعاليةً لمكافحة التداخل. يجب أن تكون مدة التكرار قصيرة قدر الإمكان، بحيث لا يتمكن الجهاز الطرفي من الاستجابة بشكل مناسب في الوقت المناسب بعد تلقيه تقريرًا عن خطأ ما، وذلك بعد وصول بيانات مناسبة. بهذه الطريقة، يتم تجنب أي خلل في الاتصال فورًا.

في هذا المسار البرمجي، يُوضع الناتج في مقاطعة تنفيذ التوقيت، مما يُجنّب حدوث أخطاء في الإخراج. (2) يهدف الترشيح الرقمي إلى معالجة إشارة بيانات الوزن الصافي المُجمّعة، والتي غالبًا ما تتأثر بعوامل عشوائية، لذا من الضروري الحصول على معلومات بيانات قريبة من القيمة الحقيقية للنقطة من خلال سلسلة معلومات البيانات، والحصول على نتيجة ذات درجة عالية من الموثوقية. في برامج الهواتف المحمولة، يُعد الترشيح الرقمي الطريقة الشائعة.

ينقسم مسار هذا البرنامج إلى قسمين: ترجيح البيانات الثابتة وترجيح الفرز الديناميكي. ونظرًا لاختلاف أساليب الترجيح، تختلف أيضًا أساليب الترشيح الرقمي المختارة. وفيما يلي توضيح لأساليب الترشيح الرقمي المختلفة المعتمدة في كل من أسلوبي الترجيح.

¹وزن البيانات الثابتة: يُعدّ موثوقية ودقة برمجيات النظام الاعتبار الأساسي في وزن البيانات الثابتة. من الضروري مراعاة الاستقرار النسبي للمعلومات المعروضة في ظل ظروف مستقرة، والاستجابة السريعة أثناء التحميل. لذا، ينبغي أولًا تحديد موثوقية معلومات البيانات المُجمّعة، ثم تطبيق حلول الترشيح الرقمي.

في عملية الترشيح الرقمي، تُستخدم تقنية الترشيح بالمتوسط ​​المتحرك لتحسين فعالية الترشيح. وتتلخص الطريقة فيما يلي: عند أخذ عينة، تُحذف إحدى أقدم البيانات، ثم يُحسب متوسط ​​قيمة العينة المأخوذة في هذه المرة مع متوسط ​​قيم العينات المأخوذة في مرات سابقة، ومن ثم تُقدّم قيمة العينة المناسبة للاستخدام. وبذلك، يُحسّن هذا من سهولة استخدام برنامج النظام.

يؤثر اختيار تردد أخذ العينات N سلبًا على فعالية الترشيح. فكلما زادت قيمة N، تحسنت الفعالية، لكن ذلك يُضعف استجابة برنامج النظام. في وحدة التحكم هذه، ولتحسين موثوقية برنامج النظام وسرعة استجابته، تم اختيار N بقيمة 32 في حالة الاستقرار، و8 في حالة عدم الاستقرار.

بفضل اختيار طريقة ترشيح مناسبة، تحسّنت موثوقية ودقة برنامج النظام وسرعة استجابته للتحميل بشكل ملحوظ. الفحص والوزن الديناميكي: في هذه العملية، يُوضع المداس بسرعة على منصة الوزن، حيث يصل إلى الميزان في غضون 1.5 ثانية، لذا يجب أن تتم عملية أخذ العينات في غضون ثانية واحدة.

بهذه الطريقة، يتم تحديد تردد أخذ العينات. إضافةً إلى ذلك، فإنّ اهتزاز الدواسة عند تثبيتها بسرعة على منصة الوزن سيؤثر على قيمة العينة. لذا، من المهم جدًا تحديد البيانات الصحيحة ونوع تقنية الترشيح الرقمي المُختارة للحد من تأثير التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن التماثل الشديد.

وفقًا للملاحظة المحددة، يظهر شكل موجة إشارة بيانات الوزن لميزان متعدد الرؤوس في الشكل 5. في هذا الشكل، تُقسّم العملية من وصول الدواسة إلى منصة الوزن حتى مغادرتها إلى ثلاث مراحل: المرحلة الأولى هي الفترة الزمنية t، وهي العملية الكاملة من وصول الدواسة إلى منصة الوزن حتى استقرارها عليها بالكامل. في هذه المرحلة، تظهر إشارة بيانات الوزن الصافي. المرحلة الثانية هي المرحلة التاسعة، حيث تكون الدواسة مستقرة تمامًا على منصة الوزن، وهي مرحلة الوزن. المرحلة الثالثة هي الفترة الزمنية t، وهي العملية الكاملة لمغادرة الدواسة منصة الوزن، حيث تتناقص إشارة بيانات الوزن الصافي تدريجيًا إلى الصفر خلال هذه الفترة.

في بداية ونهاية أقسام الوزن التسعة، تتأثر إشارة بيانات الوزن بشكل أكبر. أما في القسم الجبلي، أي عندما يكون المسار في منتصف منصة الوزن، فتكون إشارة بيانات الوزن مستقرة نسبيًا. لذلك، يُفضل اختيار بيانات نطاق Δt الزمني.

استخدم الميزان الموضوع للوصول إلى نهاية المفتاح الكهروضوئي لتشغيل وحدة التحكم في الوزن واستقبال بيانات أخذ العينات الديناميكية، مع أخذ العينات خلال فترة زمنية محددة. يرتبط معدل أخذ العينات (N) بتردد أخذ العينات، فكلما زادت سرعة أخذ العينات، زاد تردد أخذ العينات (N). يجب التأكد من أن تركيب المفتاح الكهروضوئي يضمن أن البيانات المرئية المُجمعة هي بيانات القياس عندما يكون الجسم المراد وزنه موجودًا في مدينة ويتايشان.

بالنسبة لبيانات N التي تم جمعها، لكل منها مكونات تأثير مختلفة، لذا من الضروري اختيار طريقة ترشيح مناسبة للحصول على القيمة الحقيقية لوزن المداس الصافي. تعتمد هذه العملية على تقنية الترشيح المركب، أي دمج وتطبيق طريقتين أو أكثر من طرق الترشيح الرقمي، والتي لا تكفي وحدها لتكملة بعضها البعض، وذلك لتحسين فعالية الترشيح، وتحقيق نتائج لا يمكن تحقيقها باستخدام طريقة ترشيح واحدة فقط. في هذه الحالة، تم اختيار طريقة الترشيح التي تجمع بين طريقة ترشيح القيمة القصوى وطريقة ترشيح المتوسط ​​الحسابي.

تزيل عملية ترشيح إزالة القيم القصوى أولاً قيمة التأثير المهمة للنبضة الواحدة، ولا تُدرج في حساب القيمة المتوسطة، مما يجعل قيمة الخرج الناتجة عن ترشيح المتوسط ​​أقرب إلى القيمة الحقيقية. ويتلخص المبدأ الأساسي لخوارزمية التحسين فيما يلي: الاستمرار في أخذ عينات N مرة، وتجميعها، ثم إيجاد أعلى وأدنى قيمة ضمنها، ثم طرح أعلى وأدنى قيمة من المجموع، وحساب المتوسط ​​بناءً على N قيمة عينة واحدة أو اثنتين، أي الحصول على قيمة عينة معقولة. يوضح الشكل 5 مخطط انسياب عملية الترشيح المركب في مخطط شكل الموجة لإشارة بيانات الوزن. وتنقسم العملية، من وصول العارضة إلى منصة الوزن وحتى مغادرتها، إلى ثلاث مراحل: المرحلة الأولى هي الفترة الزمنية t، وهي الفترة التي تصل فيها العارضة إلى الميزان. وخلال هذه الفترة، ترتفع إشارة بيانات الوزن الصافي ببطء، بدءًا من المنصة وحتى استقرارها عليها تمامًا. المرحلة الثانية هي الفترة الزمنية التاسعة، ويكون المسار بالكامل على منصة الميزان، وهذه الفترة هي قسم الوزن؛ المرحلة الثالثة هي الوقت t.

تُمثل هذه المرحلة العملية الكاملة التي يغادر فيها المداس منصة الوزن، حيث تنخفض إشارة بيانات الوزن الصافي تدريجيًا إلى الصفر خلال هذه الفترة. في بداية ونهاية مراحل الوزن التسع، تتأثر إشارة بيانات الوزن بشكل أكبر نسبيًا. أما في المرحلة الجبلية، أي عندما يكون المداس في منتصف منصة الوزن، فتكون إشارة بيانات الوزن مستقرة نسبيًا.

لذا، يُفضّل اختيار بيانات الفترة الزمنية Δt. استخدم الميزان الموضوع للوصول إلى نهاية المفتاح الكهروضوئي لتشغيل وحدة التحكم في الوزن واستقبال بيانات أخذ العينات الديناميكية، ثم قم بأخذ العينات خلال الفترة الزمنية المحددة. يرتبط تردد أخذ العينات N بمعدل أخذ العينات، فكلما زادت سرعة أخذ العينات، زاد تردد أخذ العينات N.

يجب أن يضمن تركيب المفتاح الكهروضوئي أن يكون المتوسط ​​الحسابي للقيم المُجمّعة في الصيغة هو المتوسط ​​الحسابي لقيمتي العينة، و W هي قيمة العينة رقم i، و N هي تردد أخذ العينات. ولتسهيل الحساب، يُختار تردد أخذ العينات عادةً كـ 6 أو 10 أو 18، مثل 2 مرفوعة للأس 2 + 2، مما يُسهّل استخدام الإزاحة بدلًا من القسمة. في هذا البرنامج، يتم اختيار الحل أثناء أخذ العينات، لذا لا حاجة لإنشاء مساحة تخزين بيانات في وحدة AM.

بعد الترشيح الرقمي، تُستخرج قيمة W، ثم تُجرى عمليات معالجة البيانات، مثل التقشير وتحويل متوسط ​​الخطأ، للحصول على قيمة الوزن الصافي للخيط لعرض المعلومات والتعرف عليه ونسخه. بعد أن يستشعر المفتاح الكهروضوئي الثاني خروج الخيط تمامًا من منصة الوزن، يبدأ تشغيل مُجمِّع تتبع نقطة الصفر، ويختار عينة كبيرة، ويُطبِّق تقنية الترشيح المتوسط، ويزيل الوزن الفارغ تلقائيًا، استعدادًا لوصول الخيط التالي. يُقبل التحضير المسبق. 3. الخلاصة: يتميز جهاز التحكم في الوزن بوظائف مثالية ومقاومة عالية للتداخل. وهو مناسب ليس فقط لعملية فحص الخيوط في مجال المطاط المُفلكن، بل أيضًا لتشغيل مختلف أنواع الموازين متعددة الرؤوس، مثل موازين البيض والعملات المعدنية والماشية وخطوط الإنتاج الصناعية.

في هذه المرحلة، استُخدمت موازين متعددة الرؤوس، التي طرحها بعض المصنّعين في بلدنا، لأكثر من عشر سنوات. بعض وحدات التحكم في الوزن لم تعد تعمل بشكل طبيعي، وتحتاج إلى استبدال عاجل. إضافةً إلى ذلك، لا يزال بعض المصنّعين يستخدمون موازين متعددة الرؤوس تعمل بالدواسة، والتي لم تعد ضرورية للإنتاج والتصنيع. لذا، تتمتع وحدة التحكم في الوزن اليوم بقيمة تسويقية ترويجية بالغة الأهمية.

المؤلف: سمارتوي مصنعي أجهزة الوزن متعددة الرؤوس

المؤلف: سمارتوي الوزن الخطي

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة الوزن الخطي

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة ووزن متعددة الرؤوس

المؤلف: سمارتوي درج تفريغ الصواني

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة صدفية

المؤلف: سمارتوي جهاز ترجيح مركب

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة دوي باك

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة الأكياس الجاهزة

المؤلف: سمارتوي آلة التعبئة الدوارة

المؤلف: سمارتوي آلة التعبئة والتغليف العمودية

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة VFFS