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摘 要：本文著重介紹可編程稱重控製器（PWC）的原理、結構、應用以及主要特點
關鍵詞：可編程稱重控製器、多秤係統、CAN總線、工業嵌入式係統、配料控製、雙機雙控 一、PWC可編程稱重控製器簡介
PWC全稱programmable weighing controller.中文全名：可編程稱重控製器，是長陸公司自主知識產權的創新產品。
為wei滿man足zu對dui於yu多duo秤cheng係xi統tong同tong時shi運yun行xing並bing各ge自zi有you不bu同tong的de執zhi行xing周zhou期qi，開kai放fang的de通tong訊xun能neng力li以yi及ji網wang絡luo接jie口kou等deng複fu雜za控kong製zhi的de需xu求qiu，同tong時shi基ji於yu嵌qian入ru式shi技ji術shu的de發fa展zhan以yi及ji軟ruan邏luo輯ji控kong製zhi在zai工gong業ye控kong製zhi領ling域yu的de成cheng熟shu應ying用yong，於yu是shi就jiu產chan生sheng了lePWC。
PWC結合了PC的處理器，RAM和軟件的優勢，以及PLC固有的可靠性、堅固性、分布特性、緊湊的安裝形式，可滿足單一平台多功能的需求。PWC由於邏輯內核運行於後台，可以和其它的應用程序，如HMI軟件、配料控製、邏輯控製軟件、數據庫軟件等同時在PWC係統中並存，實現實時控製、HMI組態軟件、數據庫等功能同時運行於一台控製器之中，在係統靈活性、穩定性、低成本等多方麵為現有的采用PC+PLC+儀表的客戶提供了一個全新的係統方案。
二、PWC係統構成
係統采用分布式結構，在使用過程中，用戶可根據現場的需要，選用合適的模塊類型，組成實用、性能安全可靠的係統。係統拓撲圖如下所示：
構成部分介紹:
2.1工業計算機/觸摸屏或大屏幕
主要用於數值的顯示，用戶參數的配置，配方的生產和修改，數據報表等，起到人機界麵的作用。
2.2 PWC各種模塊
PWC模塊是係統的主要組成部分，目前提供8種不同功能類型的模塊，主要有：
1）主控模塊：整合多規格的軟件功能如HMI、軟邏輯、單一的數據庫、配(pei)料(liao)算(suan)法(fa)軟(ruan)件(jian)。同(tong)時(shi)負(fu)責(ze)各(ge)種(zhong)子(zi)模(mo)塊(kuai)的(de)協(xie)調(tiao)管(guan)理(li)，把(ba)各(ge)種(zhong)子(zi)模(mo)塊(kuai)的(de)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)數(shu)據(ju)，和(he)用(yong)戶(hu)設(she)定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，根(gen)據(ju)各(ge)個(ge)開(kai)關(guan)量(liang)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)邏(luo)輯(ji)判(pan)斷(duan)，把(ba)動(dong)作(zuo)要(yao)求(qiu)經(jing)過(guo)下(xia)麵(mian)的(de)子(zi)模(mo)塊(kuai)如(ru)模(mo)擬(ni)量(liang)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)、開關量輸出模塊輸出到控製設備，相當於PLC的CPU功能；
2）稱重模塊：主要用於對重量的測量，也包含4路的開關量輸入和4路開關量輸出；
3）AIO模塊：該模塊具有4～20mA的模擬量輸入和模擬量輸出各兩個通道，采集通道可以對具有4～20mA輸出的傳感器、設備等進行采集；輸出通道可以用於驅動控製設備，如變頻調速等。
4）DIO模塊：包含8路數字量輸入和8路數字量輸出，主要用於現場開關量的輸入和輸出，輸入節點連接設備的無源接點（幹接點），如按鈕輸入、行程開關、接近開關等，輸出節點是繼電器輸出，接點容量為AC250V5A，DC30V5A，可以驅動交流接觸器，電磁閥等；
5）AI模塊：具有4路4～20mA的模擬量輸入通道，其作用和AIO模塊的輸入部分相同；
6）DI模塊：提供24路開關量輸入，接點類型和DIO模塊的輸入接點類型相同；
7）AO模塊：具有4路4～20mA模擬量輸出；
8）DO模塊：具有24路開關量輸出，接點容量為AC250V5A，DC30V5A的開關量輸出。
2.3總線介質
PWC總線的通信介質可選擇雙絞線、同軸電纜或光纖等，選擇靈活。在一般應用中，為了廉價而實用可靠，我們建議使用1.0mm²屏蔽雙絞線；
2.4其他設備
其它在線測試儀器的數字信號輸入、執行機構的反饋信號或其它PWC係統。 三、係統特點
3.1塊化設計
PWC采(cai)用(yong)模(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)，搭(da)配(pei)靈(ling)活(huo)，既(ji)可(ke)完(wan)成(cheng)小(xiao)係(xi)統(tong)，也(ye)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)大(da)係(xi)統(tong)，象(xiang)搭(da)積(ji)木(mu)一(yi)樣(yang)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)用(yong)根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)的(de)高(gao)低(di)，靈(ling)活(huo)搭(da)配(pei)，方(fang)便(bian)找(zhao)出(chu)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)和(he)成(cheng)本(ben)結(jie)合(he)的(de)最(zui)佳(jia)點(dian)。
3.2分布式結構
PWC各功能模塊間采用CAN總線式連接，模塊可以靠近設備安裝，減少現場布線，降低使用成本和維護成本，提高係統可靠性能。
CAN（controller Area Network ）總線是當今主流五大總線之一。它采用了ISO/OSI模型的物理層數、據鏈路層和應用層，CAN通信協議的一個最大特點是廢除了傳統的地址編碼，代之以對通信數據庫進行編碼。
CAN總線麵向數據而不是麵向節點，其優點是可使網絡內的節點個數在理論上不受限製，加入和減少設備不影響係統的工作。
CAN總線通信最高速率可達到1Mbps；傳輸速率為5kbps時，采用雙絞線，傳輸距離可達10km左右，並且數據傳輸可靠性高。從物理結構上看，CAN網絡屬於總線式通信網絡，它與一般的網絡區別在於：
1) 不同於以太網等管理及信息處理用網絡，它是一種專門用於自動化領域的網絡；
2) 其物理特性及網絡協議特性更強調工業自動化底層檢測和控製；
3) 它采用了最新技術和獨特的設計，可靠性和性能遠高於已經陳舊的現場通信技術。
dangcaiyongfenbushikongzhishi，gemokuaijikongzhidianqiyuanjiankezhijieweiyugepeiliaodanyuan，yincikejiangdidaliangbuxiangongzuo，jianxiaoxianlanyongliao，duiyudaxingtongzhanjiyidongzuheshitongzhanzheyidianxiandegewaiyouyiyi。
3.3安裝方便
PWC各功能模塊統一使用DIN35導軌安裝，器件采用SMT生產工藝，體積小而輕巧，其專門為複雜的過程稱重係統而設計，符合行業標準，接線變得更為簡單。
3.4適用環境惡劣
PWC以低功耗的工業級嵌入式係統為基礎，發熱量少，無須風扇散熱，不怕粉塵；定位於工業稱重控製，充分考慮了戶外稱重控製的工況，可滿足多地域以及寬溫度範圍的應用。
3.5 實時性強
PWC是基於嵌入式實時操作係統，具有數據采集和控製實時性強，響應速度快，不怕病毒感染等優點。
3.6 自主知識產權的嵌入式實時數據庫
PWC在高速嵌入式係統上實現自主知識產權的嵌入式實時數據庫。這使得PWC擁有強大的數據管理和分析能力，為實現複雜稱重控製算法提供支撐平台。
3.7先進的控製算法
PWC采用自適應模型預測控製算法等，具有控製模型自學習、kongzhicanshuzizhengdinggongneng。gaisuanfatongguozaichengzhongxitongdebiaodingjieduan，rangkongzhiqizixuexichengzhongxitongdetexing，jianlilefanyingkongzhixitongtexingdejingquemoxing，yincikeyizaipeiliaokongzhizhongnengyucebujiuyihoudekongzhixiaoguoertiqianshishikongzhi，congernengzuodao：
1）控製準確，響應快，過衝量小；
2）控製穩定，調節負荷小，節省能源，延長設備使用壽命。
3.8開放性
PWC具有開放性，支持用戶進行二次開發，編程語言使用當前流行的邏輯控製語言，如梯形圖、指令表和文本語言等；象在PLC或PC機上一樣，在PWC上根據需要進行編程，使PWC能夠滿足各種不同的工藝要求，更加人性化。
四、技術規格（係統接口容量）
係統現在可以接7種子模塊，每種子模塊最多可以接16個，詳細介紹如下表：
五、PWC係統在砼站配料上的應用
由於混凝土生產的特殊性，往往使得設備廠售後服務量大，無形中增加了成本，降低了利潤，因此大家對控製係統的可靠性、易操作性、易維護性有較高要求；器件成本當然也希望能降低，而PWC能很好的滿足這些要求。PWC靈活性與其優異的可靠性使其在砼站配料控製上有著其它模式無法超越的優勢。
5.1 傳統的攪拌站配料控製係統的常見模式
模式之一存在缺點在於PC機不能完全跟蹤各工作點運行狀態；之二則可以。之一、之二中係統一般采用配料控製器（儀表）或PLC實現配料控製功能，可靠性較高；但是由於儀表或PLC不可能像PC機那樣完成大量數據運算、存儲管理，所以實時數據管理功能較弱。
這一模式以PC機實現配料控製，優點是運算能力強、實時性好（多秤時實時性尤為重要）、可以在線修正配方，使用PLC僅起到邏輯控製功能，可將動作狀態上傳至PC機。缺點是對PC依yi賴lai，降jiang低di係xi統tong穩wen定ding性xing。有you的de廠chang家jia將jiang稱cheng重zhong顯xian示shi變bian送song器qi集ji成cheng為wei多duo路lu信xin號hao調tiao理li盒he，不bu帶dai顯xian示shi。這zhe時shi采cai用yong有you認ren證zheng的de稱cheng重zhong顯xian示shi變bian送song器qi顯xian得de十shi分fen必bi要yao。
模式之四將配料控製、邏輯控製、數據管理分開，其中配料控製由配料控製器完成，因此係統精度、速度有賴配料控製器操作平台的支持，同時依賴PC完成數據管理，係統維護量加大。
5.2使用 PWC的係統
5.2.1 由於PWC的主控模塊本身就是高速嵌入式微機，在與PC組成如下係統中，我們可以發現主模塊是與上位PC機是互為在線熱備的，這一係統也就是真正意義上的雙機雙控。
脫離上位PC機時由於主控模塊可直接驅動VGA(顯示器)，打印機甚至鍵盤，因此形成了獨立工作的微機係統。由其執行各種配料、邏輯控製，進行數據存儲、傳輸、管理。
聯機時，上位PC可以完成配料、邏輯控製、生產數據管理，PWC主控模塊隻進行數據傳輸、狀態監控；也可以由PC機承擔管理工作，而邏輯與配料控製工作由PWC完成。
5.2.2 與傳統的配料係統相比，采用PWC可以使用自有稱重模塊，可以完成邏輯控製而取代PLC，基於嵌入式實時操作係統也可以降低對PC機的依賴，內部高速總線通訊而不需多串口卡或A/D轉換，有效降低成本，減小維護點而靈活性更高。
總 結
由於PWC作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)創(chuang)新(xin)產(chan)品(pin)，立(li)足(zu)於(yu)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)，采(cai)用(yong)多(duo)項(xiang)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)，提(ti)供(gong)同(tong)一(yi)平(ping)台(tai)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)多(duo)層(ceng)次(ci)的(de)需(xu)求(qiu)，因(yin)此(ci)它(ta)的(de)推(tui)出(chu)將(jiang)使(shi)我(wo)國(guo)砼(tong)機(ji)械(xie)的(de)大(da)腦(nao)――配料控製係統技術達到一個新的高度。
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