SM40-2000Y说明书

SM40-2000Y型皮带秤计量控制器

一、概 述

SM40－2000Y型皮带秤计量控制器是日月科技发展集团研制的新二代高性能控制仪表，是集中了国内外相关产品的优点，采用最新单片机技术和多种抗干扰措施，而研发的一种新型全汉字液晶显示的动态物料计量和控制仪表；通过高速采集皮带上物料的重量和皮带线速度实现流量的高精度计量、控制，喂料量累计；具有功能强大、可靠性高等特点。应用于计量皮带秤和定量给料皮带秤、链板秤、螺旋绞刀秤、圆盘秤、转子秤和冲板流量计等多种形式动态的计量控制，也可以用于称重仓的稳流、料位控制。

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SM40-2000Y型皮带秤计量控制器

二、特 点

? 优秀的计量及配料控制功能

1．高精度∑-△A/D转换，1,000,000内码，高速采样200次/秒，满足动态计量。 2．双路（主路、辅路）智能PID调节输出，参数自整定，使控制更加可靠。 3．【外部流量给定】、【瞬时流量输出】、【运行状态输出】和【累计量脉冲输出】功能。 4．【调速/恒速】工作模式选择；有无速度传感器的【闭环/开环】测量控制模式选择。 5．【手动/自动】无扰切换调节功能，调试更简单。 6．【比例给定】功能，可以在线设置，实用性更强。 7．【水份输入】功能，自动扣除物料中的水份，便于贸易结算。 8．【数据恢复】功能，一旦参数被误修改，“一键”恢复（密码由管理员掌握）。 9．速度自动标定、自动动态去皮、砝码标定、实物跑料标定以及标定试验功能。 10．RS-485通讯接口；选件支持DeviceNet、ModBus、ProfiBus等多种通讯协议。

11．通过仪表模拟量、数字量接口或通讯接口与DCS、PLC或上位机系统连接组成集散型配料计量控制系统。

12.可实现仪表键盘、外部信号（端口）和上位机通讯等多种操作方式。

13.具备皮带跑偏、打滑，电机堵转，料口堵料等报警监测、输出功能，对皮带秤全方位监控保护。 14.下料阻塞监测功能，发生时可控硅输出控制信号直接驱动仓壁振打器，同时有相关报警开关量输出。 15.针对变频器控制的软件算法和硬件设计，增强系统稳定性和可靠性的同时提升了系统性价比。 16.丰富的报警输出开关量（流量上限报警、流量下限报警、负荷上限（负荷重）报警、负荷下限（负荷轻）报警）。

17.主控PID输出保持功能，仪表通过自动整定，获得一个主控PID输出值，目的在于下次启动时能够迅速调整，达到实际流量与设定流量一致。

? 与多种传感器连接 1个称重传感器，还可接入标准4～20mA电流型传感器， 2路主、辅速度传感器输入。

? 超工业级标准设计

? 面向严酷的工业环境 采用工业级元器件，宽电压、宽温度使用范围。 ? 防雷击安规设计 内置防雷放电元件，抗强电、防雷击。

? 全金属结构 抗RFI、EMI干扰，低电磁外泄辐射，抗外力撞击，耐腐蚀。

? 多重抗干扰和保护技术 光电隔离、阻容滤波、瞬态电压抑制器、过压保护、自恢复保险丝等硬件抗干扰技术；数字滤波、数据校验和WATCHDOG等软件抗干扰措施。

? 安全可靠的控制接口

? 光电隔离的输入输出控制点 8路输入8路输出，可扩展为16路

? 丰富的附件支持

? SM40H－CP配料管理器 组成经济型配料管理系统

? 小型配料控制箱 安装配料控制器，内含操作按钮及电气元件便于现场墙挂式安装 ? 上位计算机软件 用于上位计算机监控、操作、设定与标定，组成集散型配料系统

? 防爆场合下传感器信号安全隔离栅 用于对有防爆要求的危险区内的物料进行计量控制

? SM39SP主速度传感器、SM39WL辅助测速传感器、SM39PP跑偏传感器、SM39BS速度变送器 ? SM40－QFL防雷击传感器接线盒、SM40－Q通用传感器接线盒

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三、技 术 指 标

? 技术指标

? 一般规格：

电 源： 160～250VAC，50Hz（内置滤波器） 功 率： 15W

工作温度： －20～+60℃ 相对湿度： ＜90%RH（无凝结） 结构形式： 面板安装方式，全金属结构，防水型PE面板，IP65密封防护等级

外形尺寸： 高×宽×深=87×167×201mm 安装开孔尺寸：高×宽=76×152±1.00mm

? 显示及接口：

1．键 盘： 8只轻触功能键

2．显 示 器： 128*64背光LCD显示器，中文菜单操作，8只三色LED状态指示灯 3．模拟接口: 输入2路，光隔输出3路，光隔速度接口2路

4．控制接口： 光隔8路无源开关量或OC门输入和8路OC门输出，可扩展为16路；OC门容量，最大允许通过电流100mA，最大关断电压55V，最大允许功耗，25℃时，625mW，高于25℃，按5mW/℃递减。

5．通讯接口： RS－485接口，多种通讯协议可选（定货时说明）

? 技术参数：

1．适用的称重传感器类型：所有通用称重传感器或4～20mA(0～10mA)电流输出型传感器 2．称重传感器供电： 12VDC，可并接8只350Ω传感器。

3．模拟量输入通道精度：两路，∑-△信号模数转换技术，200次/秒；称重通道，内部分辨率，1/1，000，000，可见分辨率为1/260，000，误差＜0.02%；外部给定模拟量通道，可见分辨率为1/65，536；温度系数，＜5ppm/℃

4．速度测量：两路；供电，12VDC/50mA；误差优于0.02%，脉冲频率范围10-100KHz，速度传感器为OC门输出型。

5．系统精度：＜0.05%FS

6．台产显示：0.01～9999.99吨/小时

7．累计量脉冲：OC门输出型，固定脉冲宽度200ms。 8．模拟量输出通道： 3路4～20mA输出，非线性＜0.05%，负载＜500Ω；瞬时流量输出，16bits D/A，非隔离；主控制模拟量输出、辅控制模拟量输出，16bits D/A，隔离。

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四、基 本 操 作

4．1前面板说明： 4．1-1仪表外观

4．1-2仪表尺寸图

安装开孔尺寸 正视图 152×76±1.00mm

75

150

背视图 侧视图

4．1-3显示说明

采用128×64点阵汉字液晶显示模块和LCD作为显示元件。

液晶在不同的工作状态下用于测量信息、设置信息、报警信息、其它提示信息等的显示，

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具体在功能中介绍。

8只LED用于仪表的系统状态提示，LED的不同状态（即：亮、闪烁、灭）将代表不同的含义。具体定义如下：

【LINK】集控灯（黄色）：通讯状态指示；

亮，仪表处于通讯控制状态，此时的状态称为集控状态。 说明：在集控状态下，仪表可以进行的操作有： A、按上、下键翻屏预览监控屏幕的参数；

B、先按下【A/M/Set】键不放，再按下【 】键，可以进入【通道显示】屏幕，见屏幕（4）。

【EXT】外给定灯（黄色）：

亮，设定流量由外部模拟量（AIN2：4～20mA）控制。 【A/M】自动/手动灯（绿色）：

亮，自动控制方式。 【RUN】运行灯（绿色）：

亮，系统运行（外控变频器运行），此时的状态称为运行状态； 闪烁，待机、备妥；

灭，停机、未妥，不具备开机条件。 【SET】设置灯（绿色）：

亮，仪表处于参数设置状态。 【DMC】标定灯（绿色）：

亮，仪表处于系统标定状态。 【ALM】报警灯（红色）：

亮，有报警；

闪烁，处于报警导致的停机状态，指示停机报警； 灭，正常。

【ERR】异常灯（红色）：

亮，检测到仪表内部硬件故障、变频器失控、状态信号未输入。

4．1-4键盘功能说明

1．单按键功能说明：

? 、 键，具备以下两种功能：

（1）在一般情况下，用来移动光标位置或切换屏幕。

（2）在监控主屏待机的状态下，点按【 】键将进入待机参数修改屏幕，见屏幕（47或者48）。 （3）在参数的预览状态下，按【 】键2秒不放，将快速翻动参数的浏览。

? 、 键，用来修改光标指向的内容。 ? 【Esc】 键，表示返回、退出或忽略等。 ? 【Enter】 键，具备以下三种功能： （1）在一般情况下，表示确定、继续、保存。

（2）在监控主屏待机的状态下，点按将进入监控副屏定制屏幕，见屏幕（49）。 （3）在开机运行状态下，点按将进入在线参数修改屏幕，见屏幕（47或者48）。

? 【ON/OFF】键，非参数设置状态下启动或停止系统运行。 开机成功以后，【RUN】灯一直点亮； 关机成功后，【RUN】灯由灭变成闪烁。

注意：

开机、关机交替动作有效的时间间隔为3秒，连续按下将无效。

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十二、 应用举例

典型应用方案

SM40－2000Y皮带秤计量控制器典型应用示例见附图。

1．直接拉出式皮带秤。该方案是比较常见的一种应用方案，使用SM40－2000Y皮带秤计量控制器调速工作模式

2．带给料机的单调速运行方式。皮带秤流量通过调节给料机（圆盘给料机、皮带给料机等）的速度实现。皮带速度可以测量也可以不测量。因此可以使用恒速运行模式和调速运行模式。 3．电磁振动给料机给料方式。皮带速度为恒速，通过调节振动给料机的振幅调节给料流量。一般选择恒速运行模式。

4．转子秤控制。转子秤一般需要辅助给料机，此时的运行方式与应用方案(2)类似，一般选择恒速运行模式。

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度，设台产，配比率，含水率，目标量。

新的屏幕定义已经 更新，是否将原来 的替换？ 是 否 屏幕（50）

7．3数据备份

1.主控PID的备份。首次开机运行，在铺料时间结束以后。仪表将自动整定一个最佳的PID输出，并将此值记忆（断电后不保存）。当用户停机以后再次开机运行，仪表将按照记忆的PID输出。迅速将料量调整至目标值，消除了因为来回调节造成的超调现象。

注意：记忆的PID输出值，断电后仪表将不保存。

2.仪表参数的备份。系统经过一段时间稳定运行后，请按照说明书的操作进行【数据备份】，便于在系统设置数据被破坏的非正常情况下迅速恢复系统，具体操作方法见4．1-4【初始化参数】部分。

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八、 报 警 分 析

报警是否停机由【A12 报警停机】决定。报警时是否伴有蜂明器报警音则是由【A15 蜂明器音】决定。报警信息在监控主屏最下行报警信息栏提示，如果同时出现多组报警，则进行轮巡显示，轮巡时间间隔为1秒。

8．1负荷率报警

【A02 负荷上限】、【A03 负荷下限】控制报警门限，当负荷率超过报警门限，报警事件发生，报警信息：【荷重】、【荷轻】，同时OC门开关量输出之OCOUT4、OCOUT5输出报警信号。

注：负荷率＝（称量段当前重量 / 额定重量）×100％

8．2流量报警

设A＝（瞬时流量－设定流量）÷设定流量， 当A＞0，并且A＞【A05 流量上限】，流量上限报警事件发生，报警信息：【上限】，同时OC门开关量输出之OCOUT3输出报警信号。

当A＜0，并且绝对值A＞【A06 流量下限】，流量下限报警事件发生，报警信息：【下限】，对应开关量输出动作方式取决于【A13 综合报警】设置,如果在设定的范围内有报警输出，则可控硅ALARM2与ALARM2C输出报警信号。

8．3外部设定流量报警

设A＝（额定流量－当前设定流量）÷额定流量， 当A＜【A07 外报上限】，外上限报警事件发生，报警信息：【外上】。 当A＜【A08 外报下限】，外下限报警事件发生，报警信息：【外下】。

8．4跑偏报警

当跑偏传感器检测到有跑偏信号发生，产生跑偏报警，报警信息：【跑偏】。

8．5打滑报警

仪表检测到主速度传感器在运行，但是在一定时间内检测不到辅速度传感器或整圈信号时报警，报警信息：【打滑】。

8．6堵转报警

瞬时流量很小且主控PID输出开度较大时产生的报警，报警信息：【堵转】。

8．7异常报警

仪表检测到硬件电路故障或者变频器失控时产生的报警，报警信息：【异常】。

8．8综合报警

当存在以上任意一个报警时产生的报警，综合报警之ALARM1与ALARM1C输出动作（输出受A类 报警参数【A13 综合报警】的条件限制）。

8．9报警复位

只能在停机或待机状态下进行。可以通过键盘或外部开关量（【A14 报警复位】＝有效）进行报警复位。如果报警停机，则必须先解除报警因素，再复位报警，重新启动仪表运行。

8．10【ERR】LED灯指示

（1）如果【D18 状态信号】＝无效，则仪表检测到内部硬件故障；

（2）如果【D18 状态信号】＝有效，则变频器失控或者状态信号（参见4.2-3接线端子定义之变频控制VVVF的STIN与 COM）未正常输入。

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九、 常见问题的解决方案

9.1工业现场仪表通用安装规范： 9.1-1、仪表接地处理原则

1.在同一系统中，不同类型的接地应分别设置，尤其强电地和弱电地分开，安全接地、保护接地、屏蔽接地、抗干扰接地要分开设置。

2.如果接地装置可靠，可以将不同类型接地通过汇流排汇总，但如果接地不可靠则必须分别接地。具体接地方式应现场测试后确定。

3.接地要求可靠，不可靠的接地还不如将地线悬空。

4.本仪表的电源地为内部滤波器地线，其对地有很高的电压（110VAC左右），是抗干扰接地，必须可靠接地，否则干扰很容易通过该端进入仪表。

5.传感器信号一般很小，所以微弱的干扰信号就会产生较大的AD波动，因此传感器信号线必须采用屏蔽线，并且屏蔽层要很好处理。传感器信号线一般一端接地，具体在现场还是在控制室则根据现场情况确定。如果接地不可靠，屏蔽层也可悬空。 6.接地线要尽量粗、短。

9.1-2、传感器信号线屏蔽层与仪表电源地处理方式

仪表电源接地为电源滤波器接地，本身有很强的干扰，如果接地不可靠，该干扰会通过地线引入到其

它部分，因此传感器信号线屏蔽线接地尽量不要与电源地连接在一起，除非电源地接地非常可靠。

9.1-3、仪表的485通讯终端电阻问题

当高频信号（包括方波脉冲信号）在负载或电缆中传输时，必须保证各部分的输入输出阻抗匹配，否

则或造成信号的反射，反射信号会与原来的信号叠加，造成信号畸变。普通的双绞线和485驱动芯片的阻抗均为120欧姆左右，可以和好的传输但当信号传输到双绞线的一端时，如果没有终端电阻，会被反射，因此要求485通讯中双绞线两端必须连接120欧姆终端电阻。 当然，如果通讯频率较低，现场干扰较小，有时也能正常运行，但仍然建议连接终端电阻。

9.1-4、控制系统中变频器的连接注意事项

1.变频器电源输入端加滤波器，避免变频器干扰影响其它设备。 2.变频器输出可选电抗器，减少高频辐射。

3.变频器输出必须4线连接（包括零线），并且4线必须尽量靠近（不要使用4条独立的电线），如果可能的话尽量采用屏蔽电缆。

4.变频器必须可靠接地。变频器接地尽量与仪表接地分开。

5.与传感器连接的控制信号线，尽量采用屏蔽线，以防信号线辐射干扰。

6.如果信号线一定要与变频器的电源线在一起走线，那么请将信号线从金属管内走线，电源线从金属管外部走，且要求金属管两端可靠焊接至地桩。

9.2常见问题解析

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故障现象 解决办法及步骤 检查步骤如下： 1.断电后，再次重新上电； 2.送厂家检修； 检查步骤如下： 1.断电后，再次重新上电； 2.送厂家检修； 有以下几种情况： 1.如果能开机，说明RUN灯坏，送厂家维修； 2.【D17外部备妥】＝无效，【D18状态信号】＝有效。说明变频状态信号未正常输入，解决方法如下： A.选用变频器的情况： 将变频器的故障信号输出端子（在变频器的功能选择中，应该选择为常闭触点，故障变成常开）与仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端相连；也可以将变频器的故障信号输出端子与变频器的多机能输出串联后在与仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端连接。 B．不用变频器的情况： 将仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端短接，或者将【D18状态信号】＝无效； 3.【D17外部备妥】＝有效，【D18状态信号】＝有效。但是外部备妥信号没有正确输入或者变频状态信号未正常输入，解决方法如下： A.备妥信号输入解决方法： 将外部的无源开关量（常开）触点接至DIN1与com端，外部触点闭合，即备妥信号被成功输入； B.变频器状态信号未输入的解决方法，请参见第1点。 4.送厂家检修； 有以下几种情况： 1.【D18状态信号】＝有效。说明变频状态信号未正常输入，解决方法如下： A.选用变频器的情况： 将变频器的故障信号输出端子（在变频器的功能选择中，应该选择为常闭触点，故障变成常开）与仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端相连；也可以将变频器的故障信号输出端子与变频器的多机能输出串联后在与仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端连接。 B．不用变频器的情况： 直接将仪表尾部的变频控制VVVF端子的STIN端与 COM端短接即可； 2.将【D18状态信号】＝无效； 3.送厂家检修； 检查步骤如下： 1.【D01 本机号】设置与上位机不符； 2.【D02 波特率】设置与上位机不符； 3.发送的通讯序列不正确； 4.通讯干扰太大（接地不良好）或者接线有误； 5.RS485/RS232通讯转换模块故障； 6.通讯距离过远（大于1200米），且终端电阻未加； 7.计算机本身串口问题，或者串口对应错误； 8.送厂家检修； 仪表上电根本不自检或者频繁自检 9.2-1 自检问题 仪表自检过程中，状态栏显示ERR！ 自检完毕，RUN灯一直灭 （按面板上的ON/OFF键不能开机） 9.2-2 LED指示灯问题 自检完毕，ERR灯一直亮 9.2-3 通讯问题 通讯不上 29

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因为速度自动标定的前提是有主速度传感器以及辅速度传感器，在没有辅速度传感器的情况下，要想将速度标定准确，请参照以下的步骤进行。 1.请设定变频器相关参数，注意如下参数： （1）变频器的启动是由仪表进行控制； （2）变频器有状态（运行、停机、故障等信号）信号输出； （3）变频器的频率是由仪表的模拟量输出的4～20mA进行设定； 2.标定前请查阅如下参数：a.从动辊半径r（mm）；b.皮带厚度h（mm）；c.皮带长度L（mm）；d.电机额定转速Y（转/分）；e.减速机测速齿轮齿数P。 修正后的从动周长=2П（r+h），要求用皮带卷尺精确测量，单位mm，将此值录入仪表【B13 从动周长】单元。П取3.142。 3.打开皮带秤计量控制器，加大设定流量（目的是防止由于设定流量较小，仪表的开度输出无法达到额定值，导致空秤运转无法达到额定线速度）。运转一段时间（即皮带秤运行达到平稳状态）以后。在皮带秤上划一个刻度做好记号，测得在皮带运行n圈共用时间T秒。 则（1）：整圈时间C05＝T/n （2）【C02 额定线速】为： 额定皮带线速度 V= （n×L）/ T 其中： n：皮带机运行整圈数 T：在n圈数下运行的总时间（秒） （3）. 【C01 速度增益】＝额定皮带线速度*{60000/(Y*P)} 5.将计算后的相应的数据输入相应的参数单元即可。 手动砝码标定 一．那些情况下需要进行砝码标定？ 1.新出厂的皮带秤； 2.设备调试时； 3.定期检定时； 4.使用过程中重量、累计量出现较大的偏差时； 5.更换称重传感器时。 二．标定步骤如下： 1.进入标定参数单元，记录参数中的重量增益系数，假设为Q0； 2.清理秤体周围杂物，然后按【set+下键】进入通道状态，记录初始的通道采样码值，假设为A1； 3.在步骤2的通道状态下。请在传感器（或者皮带秤上）上加载标准砝码，假设重量为Xkg（砝码的重量要求做到精确称量，且要求此重量尽量接近传感器的额定量程），记录此时的采样码值，假设为A2； 4.计算新的重量增益系数：Q1={X/（A2-A1）}*10000； 5.将此新重量增益系数Q1输入仪表，替换原来的Q0即可； 9.2-4 标定问题 手动速度标定 （不具备自动标定环境的场合） 30

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