本发明涉及计量称重，更具体的说是涉及一种基于plc控制的高精度计量称重系统。
背景技术：
1、目前，传统称重系统在冷冻水产品的处理和计量中面临诸多挑战，主要体现在称量精度不足、实时数据处理能力缺乏和组合优化方法的缺失。许多现有设备采用单次称量方式，受环境因素和设备老化影响，导致称重结果不稳定，任何微小的误差都可能影响最终的产品质量。与此同时，传统系统缺乏高效的数据处理能力，无法及时筛选出有效的称量组合，从而降低了生产效率。由于人工操作的参与，系统常常会因为人为因素引入额外的误差，导致称重过程的不稳定。此外，现有技术未能有效处理不合格称量结果，直接导致资源浪费，缺乏智能化和适应性，对不同类型物料的称量需求反应迟缓。
2、因此，如何提高称重系统的精度和效率是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种基于plc控制的高精度计量称重系统，以解决背景技术中存在的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于plc控制的高精度计量称重系统，包括：压力传感器、称重模块、plc控制器、设定重量级分选模块；所述压力传感器、称重模块、plc控制器、设定重量级分选模块依次连接；
4、压力传感器，通过竖直方向位移把待测产品重量转换成电压信号，并发送至称重模块；
5、称重模块，将接收到的电压信号依次经过放大、模数转换，得到压力信号对应的数字信号，并将其传输给plc控制器；
6、plc控制器，采用模糊pid算法对数字信号进行分析处理，得到重量信息；并将其传输给相应的设定重量级分选模块；
7、设定重量级分选模块，接收重量信息，并当位移信号符合对应的分选级卸料口时，控制相应电磁阀通断促使旋转气缸动作将待测产品拨到相应储物筐中。
8、可选的，所述压力传感器是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器，硬件结构由弹性元件、电阻应变计、转换电路和外壳组成，工作原理是当弹性元件受到外界压力发生形变后，附着在上面的应变计随之一起形变，造成应变电阻发生变化，从而测出当前所受的压力值。
9、可选的，所述称重模块包括前级放大电路、ad转换电路、控制芯片电路；
10、前级放大电路对采集的电压信号进行放大；
11、ad转换电路，将放大的电压信号转换为数字信号；
12、控制芯片电路，接收来自ad转换电路的数字信号，进行数据预处理操作，并处理后的数字信号发送至plc控制器。
13、可选的，基于cs5532芯片的结构特性，设计ad转换电路；模拟电源va+＝+5v，va—＝0v，数字电源vd+＝+3.3v，参考电压vref选用稳定的外部3.3v电源；c1、c2引脚接22nf增益放大器的连接电容，用于抑制放大器电位抬高和噪声，a0、a1引脚为芯片的模拟量逻辑输出端，osc1，osc2引脚分别接到4.9125m外部晶振电路的两端，为系统提供准确的时钟；串行输出引脚cs、sdi、sdo、sclk分别接ad控制芯片的spi总线的nss、mosi、miso、sck引脚实现与外设通讯，其中cs是片选引脚，控制串口始能，低电平有效，sdi是数据输入端，sdo是数据输出端，sclk是时钟输入端，控制a/d串口数据的移位。
14、可选的，所述plc控制器采用模糊pid算法对数字信号进行分析处理的具体原理为：
15、s1、获取称重模块的首次预设重量值及放下待测产品结束后的实际称重值，并获取所述预设重量值及实际称重值的误差e及误差变化率ec；
16、s2、根据所述误差e及误差变化率ec，采用模糊自适应算法的控制规则，获得pid控制器中的比例增益kp、积分增益ki和微分增益kd；
17、s3、设定误差e及误差变化率ec实际论域，获取量化因子将实际称重值的误差e及误差变化率ec转化为量化后的误差e和误差变化率ec；
18、s4、然后根据量化后的误差e、误差变化率ec以及比例增益kp、积分增益ki和微分增益kd的论域设定相应的模糊子集；
19、s5、确定隶属度函数，并依据隶属度函数，确定模糊控制，求出模糊关系r，确定模糊输出信号；
20、s6、通过最大隶属度法将模糊输出信号清晰化，转化为清晰输出信号u。可选的，还包括pid自整定校正的过程：
21、kp＝kp'+δkp
22、ki＝kp'+δki
23、kd＝kd'+δkd
24、式中，kp'、kp'、kd'为修正前的比例增益、参考增益和微分增益；δkp、δki、δkd为修正系数；
25、根据实际称重值的误差e及误差变化率ec确定的修正系数，带入公式中完成校正。
26、可选的，所述量化因子为：
27、
28、式中，其中el表示误差的最小值，eh表示误差的最大值；表示误差变化率的最小值，表示误差变化率的最大值；m、n分别表示误差和误差变化率的论域的宽度。
29、可选的，所述隶属度函数选择三角形式的，其数学表达式如下：
30、
31、其中，a表示三角形隶属度函数左端点的横坐标，b表示三角形隶属度函数右端点的横坐标，c是三角形隶属度函数的顶点的横坐标。
32、可选的，所述比例因子的表达形式为：
33、
34、式中，uh、ul为比例增益kp、积分增益ki和微分增益kd的最大值和最小值；y为比例增益kp、积分增益ki和微分增益kd的论域。
35、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于plc控制的高精度计量称重系统，通过结合压力传感器、称重模块和模糊pid控制算法，实现了精准的产品重量测量与分选。系统能够将待测产品的重量信息快速转换为电压信号，经过放大和模数转换后，为plc提供准确的数字信号。plc利用模糊pid算法进行误差分析和参数自适应调整，提升控制精度和响应速度。此外，通过量化处理和隶属度函数的使用，系统能够有效减少误差并自我校正，从而提高了整体称重和分选的准确性与可靠性。这种设计使得称重系统在工业应用中能够实现高效的自动化控制，适应不同产品的称重需求。
1.一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，包括：压力传感器、称重模块、plc控制器、设定重量级分选模块；压力传感器、称重模块、plc控制器、设定重量级分选模块依次连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述压力传感器是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器，硬件结构由弹性元件、电阻应变计、转换电路和外壳组成，工作原理是当弹性元件受到外界压力发生形变后，附着在上面的应变计随之一起形变，造成应变电阻发生变化，从而测出当前所受的压力值。
3.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述称重模块包括前级放大电路、ad转换电路、控制芯片电路；
4.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，基于cs5532芯片的结构特性，设计ad转换电路；模拟电源va+＝+5v，va—＝0v，数字电源vd+＝+3.3v，参考电压vref选用稳定的外部3.3v电源；c1、c2引脚接22nf增益放大器的连接电容，用于抑制放大器电位抬高和噪声，a0、a1引脚为芯片的模拟量逻辑输出端，osc1，osc2引脚分别接到4.9125m外部晶振电路的两端，为系统提供准确的时钟；串行输出引脚cs、sdi、sdo、sclk分别接ad控制芯片的spi总线的nss、mosi、miso、sck引脚实现与外设通讯，其中cs是片选引脚，控制串口始能，低电平有效，sdi是数据输入端，sdo是数据输出端，sclk是时钟输入端，控制a/d串口数据的移位。
5.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述plc控制器采用模糊pid算法对数字信号进行分析处理的具体原理为：
6.根据权利要求5所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，还包括pid自整定校正的过程：
7.根据权利要求5所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述量化因子为：
8.根据权利要求5所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述隶属度函数选择三角形式的，其数学表达式如下：
9.根据权利要求5所述的一种基于plc控制的高精度计量称重系统，其特征在于，所述比例因子的表达形式为：
