称重传感器你会用吗？怎么使用最精确？教您用PLC实现精确称量

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我们以前讲过，PLC说得简单点就是采集输入，控制输出。那么称重作为一项非常基本的功能，广泛应用在工厂里。称重需要使用称重传感器，那么你知道称重传感器连接PLC共有几种方式吗？哪种方式最精确？称重传感器的安装使用注意事项是什么？

首先工厂常见的称重传感器分为四线制和六线制，其区别在于六线制的传感器多出了两根反馈线（SEN+和SEN-），这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。

一种称重传感器

然后我们来说下称重传感器连接PLC，常用的连接方式主要有三种：

一：性价比最高，也是用得最多的，就是称重传感器+接线盒+称重二次表+PLC的模拟量输入。因为称重传感器的信号输出一般都是与重量载荷成正比的毫伏级电压信号，而PLC的模拟量输入模块一般只能接收0-10V或者4-20ma，所以需要将毫伏信号转换为PLC可接收的信号。这种方式的优点大家都知道：便宜，实用性强，不挑剔PLC等。

但弱点同样很明显：1受限于PLC模拟量的分辨率。大家都知道一些测量仪表本身的精度很高，但通过模拟量进行采集的话，PLC所接收到的精度远远不如仪表本身的精度，比如说一些称重传感器本身的精度是千分之0.05，但如果使用模拟量输入，精度可能大于千分之一。2时效性不好，模拟量输入的延迟比其它两种方式的速度慢一些，虽然这个时间差不大，但对于精明测量来说，这个时差就是致命伤。

二：最经典的办法，称重传感器+接线盒+PLC称重模块。

西门子S7-300称重模块

传感器到接线盒，再到模块

这种方式是已知的称重连接方式里测量精度最高的一种，将称重传感器的毫伏信号在PLC系统里的特定称重模块进行转换，不仅可以保留称重传感器的精确性，而且因为是PLC的专用拓展模块，时效性也是最快的。

但缺点是需要搭配可以连接称重模块的PLC，而且称重模块的调试以及参数设置远比二次表麻烦，使用一段时间后为了保证精度还需要重新效称，更换称重传感器后也需要重新效称，操作难度比称重二次表大多了，所以这种方式的特点是：精确+操作麻烦。大家如果感兴趣的话可以在下方留言评论，我可以就西门子称重模块的调试以及效称和注意事项写一篇文章。

三：折中的方案：称重传感器+接线盒+带232/485的称重二次表+带232/485通讯模块的PLC。

接线盒的内部端子图

这种方式是介于以上两种方案中间的一种办法，综合了以上两种方式的优点；1使用通讯的方式可以提高测量结果的精确性，时效性也可以通过设置使得速度比模拟量输入快速一些。2维护起来也较简单。

但这种方式最大的缺点是：消耗PLC的内存，如果需要保证称重结果的时效性，那就得快速的扫描232/485的通讯接口，232/485通讯本身是很占用PLC的内存的，如果程序较复杂的话程序很可能会使得PLC的扫描周期变长，反应变慢，有的工厂曾出现过类似问题。所以这三种方式应该根据工厂的现场情况进行选择。

那么接下来我们说下使用称重传感器的注意事项；

一：称重传感器的安装必须严格：

1严格根据传感器的说明，或水平，或垂直，且传感器与固定架的连接面需要高度吻合，才能保证测量精度。

2 需要称重的装置必须把全部重力放在称重传感器上，装置本身不允许碰到其他物体上，否则重力会承载到其它物体上，导致测量不准。

3使用多个称重传感器时，三个称重传感器与称重装置的接触面必须水平，否则受力不均，影响测量结果，虽然轻微的水平面倾斜可以通过接线盒里的电阻调节，但调节能力有限，而且也不利于效称，所以安装时尽量保持水平。

二：接线盒

防水防尘

接线盒的作用是将三个称重传感器连接到一起，所以接线必须接紧接牢，接线盒的安装位置要靠近称重传感器，且要避开有可能的漏水的地方，盒子要做密封，防止外部的灰尘进入盒里。

三：电缆

电缆的放置位置要躲开有强电的地方，并且用金属软管保护，必要的时候可以安装单独的电缆桥架，屏蔽层要接好，传感器侧屏蔽层悬空，接到接线盒的屏蔽线端子上，再由接线盒将测量信号及屏蔽层一起接回PLC电气柜内。

四：需要理解称重传感器每根线的意义，接线要正确。

一种传感器参数以及电缆标注

西门子S7-300称重模块接线图

电气设备的维护说难也难，说简单也简单，难在可判断的故障点太多，发生突发性事件时需要一项一项排查，说简单是因为设备本身是很可靠的，只要处理好每一个细节，设备就会稳定运行。

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称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？

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重量是生活中一个重要的单位，那么在工业上它更是非常重要。

生产环节中加了多少公斤的原料，产生了多少公斤的废品等等等等，这些数据都是支撑着整个工厂良好运行的必要元素。

那么在工业上如何计算重量呢？

我们需要使用称重传感器

称重传感器的原理是在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。

西门子称重传感器的测量采用应变式原理，应变片被固定在弹性体上。外力的作用导致弹性体产生形变，在弹性体上的应变片随之产生形变。由于应变片外部形状的变化，其电阻值也会相应发生变化。左上角和右下角应变片被压缩，电阻薄膜变短，阻值变小。右上角和左下角应变片被拉伸，电阻薄膜变长，阻值变大。对于每只称重传感器，至少4个应变片被连接在一起组成一个惠斯通电桥。当传感器受力导致应变片电阻发生变化时，电桥不平衡。 在激励电压不变的情况下，输出信号的大小与传感器受力成正比。

称重传感器一般可以连接PLC或者二次表进行示数。

常见的工业传感器分为四线制和六线制；

对于四线制传感器，只有下图黑色所示的四个电缆，其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励，SIG+和SIG-为称重传感器的输出；对于六线制传感器，会多出两根红色的线，SENSE+和SENSE-它们的作用是什么呢？这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。

在实际现场的使用中，因为工况比较复杂，使得称重传感器和称重模块之间的距离较远，称重模块给传感器的供电电压假设为6V，那么由于线路的损耗，该激励信号到达称重传感器时小于6V，在同样受力情况下，传感器的输出信号与供电电压成正比，所以称重模块通过一个高阻抗回路将传感器侧实际的供电电压反馈给称重模块，称重模块通过内部的比较器对输出的供电电压进行调节。 称重模块可以连接四线制和六线制传感器都可以。 如果连接四线制传感器，需要在接线盒或者称重模块侧将SENSE+与EXC+短接，SENSE-与EXC-短接。

对于工厂中使用PLC连接称重传感器，我们通常有两种方式去实现；

一 使用称重传感器加二次表加PLC的模拟量输入，为什么需要加二次表呢？因为传感器是由物体重量压弯而产生一个mv级电压信号，PLC无法直接读取，所以需要二次表进行转换，一说到转换大家都知道一定会有损耗，这个损耗其实不是很大，但是对于精确测量就会产生很大影响，我以前曾经做过10g精度的设备，这个损耗就是结果影响就很大了，所以这一方法的有点是便宜，对于PLC系统没有太大的要求，因为世面上98%的PLC都带模拟量输入功能。但缺点是无法应用在精度要求较高的情况下。

二 最精确的方法，也是最昂贵的方法，使用称重传感器加PLC称重模块进行测量

这种方式是最精确的，因为PLC连接自己的模块是没有损耗的，而且这种方式的读取速度也是非常快的，可以应用在各种复杂的场合中。

那么它的缺点是对于PLC系统有着很大要求，首先PLC需要使用带称重模块的，而一般称重模块的价格都比较高，而且使用一个新的称重系统以前需要对它进行校准，一旦称重传感器损坏了更换的话，也需要重新校准，而西门子的各个系列的称重模块的校准都不是很简单，需要一定的经验和技术，这个以后我们还会讲解的；所以这一技术不适合新手。

那么作为精确测量的单元，它的使用方法也必须注意，否则很有可能导致测量不准甚至损坏。

一 安装时需要非常注意，否则容易损坏传感器

称重传感器的弹性体的制作材料主要还是合金的铝材，所以出现任何一点震动导致的冲击或者是发生掉落的情况都会导致出现非常大的数据输出误差。比如一个量程为10kg的传感器，如果不小心给了它15kg左右的力，就有可能永久损坏它，因此，安装称重传感器一定要做到轻拿轻放。

二 安装时严格按照它的设计要求

根据设备的工艺，或者水平安装或竖直安装，但传感器的称重部分一定要与被测物体严密吻合，切称重部分和被测物体不能接触器其他着力点，否则会导致测量不准。

三 有时需要使用三个甚至多个传感器共同测量同一物体，这些传感器与称重装置的接触面必须水平，否则受力不均，影响测量结果，虽然轻微的水平面倾斜可以通过接线盒里的电阻调节，但调节能力有限，而且也不利于效称，所以安装时尽量保持水平。

其他注意事项；

一接线盒；在使用多个称重传感器时，接线盒是一个必要的工具，它可以将多组称重数据统一到一起，减少称重模块的工作量。

但是在使用过程中，它也是很容易出问题的。

首先要注意防尘放水防静电，其次在使用中要注意每一个端子的含义，切忌接错线。

二 电缆的连接和屏蔽

传感器的信号最终还是通过电缆进行传输，而且对于如此高精度的信号，有一点干扰都会导致数据的不稳定

因此连接时需要严格按照上图进行施工。

三 编程的注意事项，滤波是否可以使用？

在实际的工业现场会存在很多干扰，那么很多人都习惯使用程序手段进行滤波，但是对于称重也是可以使用的，但是需要注意的是；滤波会产生信号的滞后性，如果只是单纯的观察和测量则没有问题，但如果是计算或者是使用测量结果进行控制那么就会导致称重结果不准确，这里大家需要注意。

好吧，今天和大家讲一讲称重，以后会继续拓展讲一讲西门子不同系列的PLC连接称重传感器以及校称和编程，想学习PLC和自动化知识的朋友请不要错过了。

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