マルチヘッド計量機用計量コントローラー

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量器

1. マルチヘッド計量器の計量コントローラの構成と技術パラメータ マルチヘッド計量器は、一般的に使用されているオンライン動的計量システムであり、主にロードベルトコンベア、キャリア、選別装置、計量コントローラ、正味重量設定装置などのコンポーネントで構成され、自動識別、動的測定検証などの特徴を備えています。作業中、手動制御なしで、ロードベルトコンベアは計量対象の原材料を自動的にキャリアに送り、計量プラットフォームの両側にある 2 つの光学検査コンポーネントに従って計量対象の原材料の位置を識別し、設定装置に従って事前に設定して、適切な正味重量範囲で選別を実行します。計量対象の原材料をコンベアの速度に応じてスケール上に適切に保持するために、計量制御パネルは高速、正確、かつ信頼性が高い必要があります。

加硫ゴム分野のトレッド圧力測定装置に搭載されているトレッドマルチヘッド計量器を制御するために、計量コントローラが用いられる。主として、51個のシングルチップマイクロコンピュータ、プリアンプ、設定装置、スクリーニング結果表示ランプ、電子カウンター、コピー機、スイッチング電源などで構成される自動制御システムを備えている。その基本原理を図1に示す。

プリアンプは、作動圧力センサから出力されるミリボルトレベルのデータ信号を増幅し、差動信号に変換して、データ処理のためにCS-51シングルチップ自動制御システムに送信します。設定された正味重量範囲が比較され、比較結果に基づいて表示ランプの点灯と消灯で情報が表示され、電子カウンタがカウントし、コピー機が起動して生産データ情報が記録されます。計量コントローラには、操作モードと校正モードの2つの動作モードがあります。校正方法を選択すると、静的データが入力され、情報が正常に表示されます。

このとき、計量対象物を計量台に置くと、コントロールパネルに計量対象物の正味重量が表示され、計量器の校正が可能になります。操作方法を選択すると、計量コントローラは動的計量および選別操作に入ります。このとき、計量コントローラは計量台の両側にある計量対象物の光学データ信号をチェックし、トレッド部品を識別して、動的計量および選別操作を実行します。

我が国では、マルチヘッド計量機に使用される計量コントローラはほとんどが輸入品であり、中国で開発・設計された製品のほとんどは汎用計量ディスプレイから発展したものです。正味重量のスクリーニングカテゴリはキーボードで入力します。すべてが正常に動作しているとき、実際のオペレーターはプリセット値を確認できず、画像が悪く、調整が不便です。当社が開発・設計した計量コントローラは海外のサンプルを模倣しており、制御盤のコントロールパネルに4ポジションのDIPスイッチを4つ配置して正味重量のスクリーニング範囲を設定します。4つのDIPスイッチは、加工技術に応じて5つの正味重量カテゴリに細分化できます（図2参照）。

4桁のデータのうち、最初の2桁は整数値、最後の2桁は小数点値を表します。動的計量および選別プロセス全体を通して、プリセット値はいつでもどこでも調整可能です。コントロールパネルには、各正味重量に対応する表示ランプとカウンターを設置してください。

実際の作業員は、上誤差と下誤差で示される正味重量の傾向分析に基づいて、トレッド押出入口の作動圧力を即座に調整し、トレッドの正味重量を制御できます。このように、非常に視覚的で便利です。6桁のレジスター6つそれぞれには、良品計量、上誤差、下誤差、上偏差、下偏差、生産量（良品、上誤差、下誤差を含む）などのデータ情報があります。

出生記録などのデータや情報をコピーするためのコピー機が装備されており、生産現場の管理に便利です。上限偏差や下限偏差のある不合格品については、選別装置が自動的に作動してそれらを取り除き、アラームが鳴って実際の作業員に注意を促します。計量コントローラーは、音による動的計量と選別操作の機能だけでなく、ゼロ点自動追跡、剥離、ゼロクリアなどの機能も備えており、高精度の汎用表示計器です。

主な性能パラメータは次のとおりです。 ディスプレイ画面: 4桁の7セグメントLEDデジタルディスプレイ管。 ディスプレイ画面解像度: 3億以上。 センサーがスイッチング電源を推奨: DC15V。 16プリンタインターフェース1つ。 動作温度: 10～40℃。 電源システムスイッチング電源: AC380VsoHz 第二に、ソフトウェア開発 すべてのシステムソフトウェアの携帯電話ソフトウェアは、バックグラウンド操作と受信プログラムフローに分けられます。 コピー、データ処理方法、正味重量スクリーニングと識別など、あまり実用的でない内容はバックグラウンド管理作業に割り当てられ、収集、タイミング実行など、より実用的な内容は受信に割り当てられます。 ソフトウェア開発はモジュール設計構造を採用しており、日常業務に応じて複数のプログラムモジュールに分割されているため、調整、拡張、移植に役立ちます。

ソースプログラムの簡略化されたフレーム図を図3に示す。静的データ重み付けと動的スクリーニングおよび重み付けを実行するために、プログラムの流れは主に機能分析と干渉防止設計を実行する。それぞれについて以下に説明する。

1. 機能分析 携帯電話ソフトウェアの機能分析は、主にさまざまなプログラムモジュールを設計し、このプログラムモジュールに従って、さまざまな重要な日常業務を実行することです。このプログラムフローでは、携帯電話ソフトウェアによって実行される主要な機能は次のとおりです。ゼロ点自動追跡、剥離、ゼロ点校正、データ収集、タイミング実行、キーの読み取りと設定、操作/チェック変換、コピー、操作方法による表示情報値のロック解除、システム監視プログラムの管理下で、このプログラムモジュールは、所定の実行計画に従って静的データ計量または動的スクリーニングと計量を実行します。

2. 干渉防止設計案 マルチヘッド計量器は工業生産の自然環境下で稼働するため、現場では様々な影響があり、計量器の正常な動作を脅かす可能性があります。そのため、ハードウェア構成による妨害対策に加え、第二の防御策として携帯電話ソフトウェアによる妨害対策も非常に重要かつ不可欠です。健全なシステムソフトウェアは、機能分析を行うだけでなく、システムソフトウェアの信頼性を向上させるための干渉防止設計案も策定する必要があります。

システムソフトウェアは、携帯電話ソフトウェアに対して次の 2 つの耐干渉対策を選択します。(1) アナログ信号 I/O 安全チャネルの耐干渉電磁干渉は、ほとんどがバリのようなものであり、効果時間が短い。この特性に基づいて、正味重量データ信号を収集する際に、連続して 2 回収集した結果が完全に一致するまで、データ信号が妥当になるまで、複数回連続して収集することができます。複数回収集した後もデータ信号が一致しない場合は、現在のデータ信号収集は破棄されます。

各収集の最大周波数制限と連続同一周波数は、特定の要件に応じて調整できます。このプログラムフローで収集できる最大回数は4回で、2回連続の収集も妥当です。出力安全チャネルに関しては、MCUが適切な出力データ情報を取得するように設計されていても、外部の影響により出力デバイスが誤ったデータ情報を取得する可能性があります。

携帯電話ソフトウェアにおいて、より合理的な干渉対策としては、同じデータ情報を繰り返し出力することが挙げられます。繰り返しサイクル時間をできるだけ短くすることで、影響を受けたエラー報告を受信した周辺機器が適切な応答を時間内に行えず、適切な出力情報が再び届くようにします。こうすることで、誤った姿勢を即座に回避できます。

このプログラムの流れでは、出力はタイミング実行割り込みに配置され、出力エラー動作を合理的に回避できます。(2) デジタルフィルタリングは、収集された正味重量データ信号を対象としており、これはしばしば任意の影響を受けるため、データ情報系列製品から点の真の値に近いデータ情報を取得し、高い信頼性のある結果を得る必要があります。携帯電話ソフトウェアでは、一般的な方法はデジタルフィルタリングです。

このプログラムの流れは、静的データ計量と動的スクリーニング計量に分かれています。計量方法が異なるため、選択されるデジタルフィルタリング方法も異なります。2つの計量方法で採用される異なるデジタルフィルタリング方法は、それぞれ以下に示します。

¹静的データ計量：静的データ計量における重要な考慮事項は、システムソフトウェアの信頼性と精度です。安定状態における表示情報の相対的な安定性と、負荷時の高速応答を考慮する必要があります。したがって、収集したデータ情報の信頼性を最初に確認し、その後、デジタルフィルタリングソリューションを実行する必要があります。

デジタルフィルタリング処理において、実際のフィルタリング効果を向上させるために移動平均フィルタリング技術が採用されています。具体的な方法は以下のとおりです。サンプルを取得するたびに、最も古いデータ情報の一つを削除し、その時点のサンプル値と過去多数のサンプル値を平均化することで、個々のサンプルに対して妥当なサンプル値を取得して利用します。これにより、システムソフトウェアの使いやすさが向上します。

サンプリング周波数Nの選択は、フィルタリングの実際の効果に大きな影響を与えます。Nが大きいほど実際の効果は向上しますが、システムソフトウェアの動的応答が損なわれる可能性があります。この計量コントローラでは、システムソフトウェアの信頼性と応答速度を向上させるため、安定時にはNを32、不安定時には8に設定しています。

適切なフィルタリング方法を選択することで、システムソフトウェアの信頼性と精度、およびロード応答時間がさらに向上しました。º動的スクリーニングと計量: 動的スクリーニングと計量では、トレッドは計量プラットフォームに素早く設置されます。トレッドは1.5秒以内にスケール上に設置されるため、サンプリングは1秒以内に行う必要があります。

このように、サンプリング周波数は制限されます。さらに、踏み板が計量台に素早く調整される際に一定の振動が発生するため、サンプリング値に影響を及ぼします。したがって、どのデータ情報が有効であるか、また、電磁干渉の強い対称性による悪影響を抑制するためにどのようなデジタルフィルタリング技術を選択するかを検討することが非常に重要です。

具体的な観察によると、マルチヘッド計量器の計量データ信号波形は図5に示されています。図では、踏み板が計量台に到着してから出発するまでが3つの段階に分けられています。第1段階は時間tのセグメントで、踏み板が計量台に到着してから完全に計量台に乗るまでの全過程です。正味重量データ信号はここにあります。第2段階は9番目の段階で、踏み板が完全に計量台に乗っている期間で、この期間が計量段階です。第3段階は時間tのセグメントで、踏み板が計量台を離れるまでの全過程であり、この期間中に正味重量データ信号は徐々にゼロに減少します。

9つの計量区間の最初と最後では、計量データ信号に比較的大きな影響が見られます。山岳区間、つまり計量台の中央付近では、計量データ信号は比較的安定しています。したがって、Δtの時間範囲のデータ情報を選択するのがより理想的です。

設置されたスケールを使用して光電スイッチの端まで移動し、計量コントローラを起動して動的サンプリングデータ情報を受信し、山岳時間内にサンプリングします。サンプリング周波数Nはサンプリングレートに関係します。サンプリング速度が速いほど、収集される周波数Nは高くなります。光電スイッチの設置では、計量対象物が渭台山市にあるときに収集される視覚データがデータ情報であることを保証する必要があります。

収集されたN個のデータ情報はすべて異なる影響要素を持つため、トレッド正味重量の真値を取得するには適切なフィルタリング方法を選択する必要があります。この手順では、複合フィルタリング技術を選択します。つまり、2つ以上のデジタルフィルタリング方法を組み合わせて適用することで、互いに補完し合い、フィルタリングの実際の効果を向上させ、単一のフィルタリング方法では達成できない実際の効果を実現します。ここでは、最大値フィルタリング方法と算術平均フィルタリング方法を組み合わせたフィルタリング方法を選択します。

デマキシマフィルタリングは、まず重要な単一パルス影響値を除去し、平均値の計算には使用しないため、平均フィルタリングの出力値は真の値に近くなります。最適化アルゴリズムの基本原理は次のとおりです。N 回サンプリングを続け、蓄積して値を求め、その中で最高値と最小値を見つけ、次に蓄積値と垂直値から最高値と最小値を減算し、N 1 個または 2 個のサンプリング値に従って平均を計算します。つまり、適切なサンプリング値を取得します。複合フィルタリング手順のフローチャートは、図 5 の計量データ信号の波形図に示されています。トレッドが計量台に到着してから出発するまでは、3 つのリンクに分けられます。最初の段階は時間 t のセグメントで、トレッドがスケールに到着する時間です。プラットフォームから完全にスケールプラットフォーム上に乗るまでの全プロセスで、この期間中、正味重量データ信号はゆっくりと上昇します。第２段階は時間期間９であり、踏み板が完全に計量台上にある期間であり、この期間は計量セクションである。第３段階は時間tである。

この区間は、トレッドが計量台から離れるまでの全過程を指し、この期間中、正味重量データ信号は徐々にゼロまで減少します。9つの計量区間の最初と最後では、計量データ信号への影響が比較的大きくなります。山岳区間、つまりトレッドが計量台の中央にあるときは、計量データ信号は比較的安定しています。

したがって、Δt時間期間のデータ情報を選択するのがより理想的です。設置されたスケールを使用して光電スイッチの端まで移動し、計量コントローラを起動して動的サンプリングデータ情報を受信し、山時間内にサンプリングします。サンプリング周波数Nはサンプリングレートに関係します。サンプリング速度が速いほど、収集される周波数Nは高くなります。

光電スイッチの設置では、式中の収集値の算術平均が、2 個のサンプリング値の算術平均、w が i 番目のサンプリング値、N がサンプリング周波数であることを保証する必要があります。計算を容易にするため、サンプリング周波数は一般的に 2 の整数値の 2 プラス 2 などの 6、10、18 が選択され、除算の代わりにシフトを使用するのに便利です。このプログラムの流れでは、サンプリング中に解が選択されるため、定規 AM にデータ情報保存領域を開発する必要はありません。

デジタルフィルタリング後、W値を取得し、次に剥離や平均誤差変換などのデータ処理方法を実行して、表示情報、識別、コピー用のトレッド正味重量値を取得します。2番目の光電スイッチがトレッドが計量台から完全に離れたことを検出した後、ゼロ点追跡アセンブラを起動し、大きなサンプルサンプルを選択して平均フィルタ技術をドラッグし、自動的に風袋を取り除いて、次のトレッドの到着に備えます。事前準備を受け入れます。 3. 結論 計量コントローラは、完全な機能と強力な耐干渉性を備えています。加硫ゴム分野のトレッド選別作業に適しているだけでなく、卵、コイン、家畜、工業生産ラインなどのさまざまなマルチヘッド計量機の操作にも適しています。

現段階では、国内の一部のメーカーが導入したマルチヘッド計量機は10年以上使用されています。計量制御装置の中には正常に動作しなくなり、早急な交換が必要なものもあります。また、未だにペダル式のマルチヘッド計量機を使用しているメーカーもありますが、これは生産・製造において必ずしも必要とは言えません。したがって、計量制御装置は今日、非常に有用なマーケティング促進価値を持っています。

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