این ماژول جهت اندازه گیری وزن اجسام مختلف طراحی و ساخته شده است. این ماژول میتواند ورودی سیگنال ولتاژ با بازه 0 الی 39.06 میلی ولت را اندازه گیری کند و یا یک سنسور وزن لود سل را به عنوان ورودی تشخیص داده و مقادیر ولتاژ خروجی از سنسور را به عنوان ورودی خود قبول کند. سپس بوسیله یک مبدل آنالوگ به دیجیتال 24 بیتی ولتاژی، نتایج را تحلیل و مقدار وزن را به عنوان خروجی در حافظه مربوطه در PLC نمایش میدهد.
پایه های ترمینال ورودی و خروجی این ماژول به صورت زیر است:
پایه های ورودی +24 -24 برای تغذیه ماژول می باشند که میتواند از یک تغذیه خارجی و یا حروجی های 24 ولت PLC استفاده کند. در پایه های خروجی، چندین برچسب مختلف مشاهده میشود که به ترتیب در ادامه شرح داده میشود.
سنسورهای لودسل در دو نوع 4 سیمه و 6 سیمه موجود میباشند. در اینجا مدل سنسور لودسل مورد استفاده از نوع 4 سیمه و از نوع ZEMIC مدل H3-C3-100kg-3B-D55 با ظرفیت 100 کیلوگرم می باشد.
EXC1+ , EXC1-
این دو پایه، تغذیه سنسور لودسل با ولتاژ 5 ولت DC میباشد. در سنسورهای لودسل، دو سیم با رنگهای قرمز و مشکی وجود دارد که سیم قرمز رنگ به EXC1+ و سیم مشکی رنگ به EXC1- متصل می شود.
SIG+ , SIG-
این دو پایه برای اتصال خروجی های سیگنال سنسور بکار میرود. در سنسورها، سیم سبزرنگ به SIG+ و سیم سفید رنگ به SIG- متصل می گردد.
SEN+,SEN-
این دو پایه برای اتصال سیم های فیدبک ولتاژ سنسور بکار می رود.
SH1
این پایه به شیلد کابل مربوط به سنسور متصل میشود. شیلد کابل، سیمی بی رنگ است.
در حالت کلی سنسورهای لودسل به دو دسته 6 سیمه و 4 سیمه تقسیم می شوند.
سنسور شش سیمه
سنسور چهار سیمه
نکته قابل ذکر این است که اگر سنسور 4 سیمه باشد، بایستی SEN1+ به ECT1+ و -SEN1 به -ECT1 متصل شود.
سیستم توزین
در شکل زیر یک سیستم رایج توزین نشان داده شده است.
همانطور که مشخص شده است، بار بر روی یک سطح قرار می گیرد که در زیر آن دو سنسور وزن قرار داده شده است. این سنسورها مقدار وزن را به سیگنال الکتریکی ولتاژ تبدیل می کنند. در ادامه این سیگنال ها وارد Junction Box شده و سپس به ماژول XD-E2WT وارد میشوند. در نهایت هم این سیگنال آنالوگ از A/D 24 بیتی عبور کرده و پس از انجام محاسبات، وزن را در PLC ، PC و یا HMI نمایش میدهند.
سنسور وزن
این سنسورها بر اساس تعادل و عدم تعادل پل وتستون عمل می کنند. در واقع این سنسورها یک پل وتستون با دو مقامت متغیر از نوع Strain Gauge میباشند. شکل زیر شمایی از این را نشان میدهد.
R1 و R2 در واقع Strain Gauge ها میباشند که به همراه مقاومت های R3 و R4 پل وتستون را میسازند. U+ و U- پایه های مثبت و منفی تغذیه سنسور هستند که در اغلب موارد 5 ولت DC میباشد. S+ و S- پایه های خروجی سیگنال ولتاژ سنسور میباشند که در واقع U0 خواهد بود. با تغییر Strain Gauge ها پل از تعدل خارج شده و مقدار U0 تغییر میکند.
در ادامه با توجه به محل قرارگیری ماژول و اینکه کدام کانال ورودی مورد استفاده قرار میگیرد، آدرس های زیر مورد استفاده قرار میگیرند.
ماژول شماره 1
ماژول شماره 2
ماژول شماره 16
در این ماژول برای تنظیم پارامترهای ورودی و خروجی از نرم افزار XDPRo استفاده میشود. صفحه تنظیمات نرم افزار به صورت زیر است:
تنظیمات ماژول
فرض شود ماژول شماره 1 او کانال ورودی 1 انتخاب شده است:
- واحد وزن
در این قسمت با توجه به اینکه مقدار وزن بر اساس کیلوگرم، گرم یا …. باشد، این ادرس با دستور To در ماژول نوشته میشود. برای مثال اگر 1 نوشته شود، مقدار وزن بر اساس کیلوگرم، اگر 1000 نوشته شود بر اساس گرم و اگر 10000 نوشته شود بر اساس 0.1 گرم محاسبه میشود.
- فرکانس نمونه برداری
این ماژول دارای دو حالت نمونه برداری است که کند یا تند نامیده میشود. در حالت کند، با فرکانس 5 هرتز این کار انجام میشود و در حالت تند، دارای 15 حالت مختلف نمونه برداری با فرکانس متفاوت بوده که در برنامه قابل انتخاب میباشد. سویچ کردن بین حالت تند یا کند توسط Y10003 انجام میگیرد.
- کالیبراسیون
زمانی که لودسل برای اولین بار مورد استفاده قرار میگیرد، بایستی کالیبراسیون انجام شود. مراحل انجام کالیبراسیون به صورت زیر است:
- ابتدا بایستی مطمین بود که ماژول لودسل به PLC متصل شده باشد و مقدار ID10000 با افزایش بار زیاد شود. اگر این مقدار با افزایش بار منفی تر شود، بایستی پایه های SIG1+ و SIG1- جابجا شوند.
- مقدار Y10000 (نرخ نمونه برداری تند) غیرفعال باشد.
- روی لودسل باری قرار نگرفته باشد. هنگامی که لودسل در حالت پایدار قرار گرفت، مقدار 0 ست شود و بیت خروجی Y10002 (بیت ریست) فعال شود.
- یک بار مشخص بر روی لودسل قرار گیرد و مقدار وزن بار به وسیله دستور TO در ماژول نوشته شود. هنگامی که لودسل به حالت پایدار رسید مقدارY10003 (بیت فعال سازی کالیبراسیون) فعال شود. هنگامی که کالیبراسیون تمام شود و مقدار ID10002 با مقدار وزن بار برابر شد، Y10003 خاموش شود.
- در اینجا کالیبراسیون به اتمام میرسد.
دستورات FROM و TO
دستور نوشتن (TO)
S1: شماره ماژول مورد نظر (K,TD,CD,D,FD)
S2: مقدار اولین آدرس ماژول (K,TD,CD,D,FD)
S3: تعیین تعداد رجیستر برای نوشتن در آن (K,TD,CD,D,FD)
D1: آدرس اولین رجیستری که در آن مقدار پارامتری که قرار است ست شود نوشته می شود.
دستور خواندن (FROM)
S1: شماره ماژول مورد نظر (K,TD,CD,D,FD)
S2: مقدار اولین آدرس ماژول (K,TD,CD,D,FD)
S3: تعیین تعداد رجیستر برای خواندن از آن (K,TD,CD,D,FD)
D1: آدرس اولین رجیستری که قرار است مقدار پارامتری که از لودسل خوانده شده در آن ریخته شود.
آدرس داخلی پارامترهای ماژول لودسل
توضیح پارامترها
calibration weight: مقدار وزن در هنگام کالیبراسیون در این پارامتر نوشته می شود.
fast sampling filter width: متوسط زمان فیلتر نمونه برداری تند
attenuation coefficient: هر چه بزرگتر باشد پایدارتر است، اما اگر خیلی بزرگ در نظر گرفته شود در مقدار نمونه برداری اعوجاج ایجاد شده و حساسیت کاهش می یابد.
bandwidth coefficient: هر چه بزرگتر باشد پایدارتر است، اما اگر خیلی بزرگ در نظر گرفته شود در مقدار نمونه برداری اعوجاج ایجاد شده و حساسیت کاهش می یابد.
resonance frequency: هر لودسلی دارای فرکانس های طبیعی می باشد که این فرکانس مربوط به اندازه گیری های درونی آن است. هر چه دقت فرکانسی بیشتر باشد تاثیر فیلترینگ بهتر خواهد بود.
Filter depth : داده های بزرگتر متناسب است با پایداری بیشتر سیستم و کاهش حساسیت.
نمودار انتقال A/D
نمونه برنامه برای کالیبراسیون لودسل
توضیح برنامه
ابتدا برای ریست کردن برنامه Y10002 فعال میشود. سپس با استفاده از دستور TO مقدار وزن در ماژول لودسل نوشته میشود. برای این کار ابتدا مقدار مورد نظر را در رجیستر HD0 نوشته سپس بیت M0 فعال شود. با استفاده از Y10003 لودسل کالیبره میشود. هنگامی که مقدار وزن برابر با مقدار وزن نمایش داده شده باشد کالیبراسیون تمام شده است. با استفاده از Y10000 می توان نرخ نمونه برداری را سریع یا کند نمود. اگر روشن باشد نمونه برداری سریع و اگر خاموش باشد کند انجام می شود.
