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水果分拣系统中，称重传感器是实现重量分级的核心部件，其选型与程序设计需结合水果特性（如重量范围、外形、易损性）和分拣效率要求。以下是具体方案：

一、称重传感器的选型与配置

1. 传感器类型选择

根据水果重量范围和分拣场景，优先选择：

• 电阻应变式称重传感器（最常用）：

• 优点：精度高（0.1%~0.01% FS）、响应快（≤10ms）、成本适中，适合大多数水果（如苹果、橙子、芒果，重量 50~500g）。

• 推荐型号：小型单点式传感器（如 Zemic L6D、HBM SP4），量程 5~2kg（覆盖多数水果，避免大材小用导致精度不足）。

• 其他备选：

• 若需动态称重（传送带连续分拣），可选皮带秤专用传感器（如赛摩电气 DGP），配合测速传感器实现动态补偿。

• 若水果极轻（如草莓、蓝莓，＜50g），可选微量称重传感器（如 Omron D52 系列），量程 0~100g，精度 0.05g。

2. 关键参数要求

• 量程：比目标水果最大重量大 20%（如最大水果 400g，选 500g 量程，避免过载）。

• 精度：至少 0.5% FS（如 500g 量程，误差≤2.5g），确保分级准确（如区分 200~250g、250~300g 等级）。

• 响应速度：≤20ms（动态分拣时，传送带速度通常 1~3m/s，需快速稳定重量信号）。

• 防护等级：IP65 及以上（防水、防果汁腐蚀，可选不锈钢外壳传感器）。

3. 硬件配置

• 传感器数量：单通道（单称重台）或多通道（并行分拣，提高效率），每个称重台配 1 个传感器。

• 信号处理：传感器输出 mV 级微弱信号，需配称重变送器（如中航电测 ZST300）或PLC 自带称重模块（如西门子 S7-1200+SM 1231），将信号转为 4~20mA 或数字量（RS485）。

• 机械结构：称重台需轻量化（减少惯性影响），表面光滑（如聚四氟乙烯涂层，避免水果滞留），边缘圆角处理（防止损伤水果）。

二、程序设计思路（以 PLC 为控制核心）

1. 系统逻辑流程

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水果上料 → 触发检测（光电传感器）→ 进入称重区 → 稳定重量采集 → 重量分级判断 → 驱动分拣执行器（如推杆、气动阀）→ 分拣完成

2. 核心程序模块

（1）信号采集与滤波模块

• 触发信号：在称重台入口安装光电传感器（如 E3Z 光电开关），检测到水果时，触发 PLC 开始采集重量（避免空秤状态误判）。

• 滤波处理：

• 硬件滤波：变送器开启低通滤波（截止频率 50Hz，滤除工频干扰）。

• 软件滤波：对连续 5~10 次采样值（间隔 10ms）取平均值，消除振动导致的重量波动（如Weight = (W1+W2+...+W10)/10）。

• 零位校准：系统启动时自动执行空秤校准（Zero = 采样值），运行中每小时自动补校一次（抵消传感器漂移）。

（2）重量分级判断模块

• 分级标准预设：通过 HMI 设置多级重量阈值（如：

• 等级 A：150~200g

• 等级 B：200~250g

• 等级 C：250~300g

• 超重 / 欠重：剔除）。

• 逻辑判断：

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• IF 实际重量 ≥ 150g AND 实际重量 < 200g THEN  
      等级标志 = A；驱动A区分拣机构  
  ELSIF 实际重量 ≥ 200g AND 实际重量 < 250g THEN  
      等级标志 = B；驱动B区分拣机构  
  ...  
  ELSE  
      等级标志 = 剔除；驱动剔除机构  
  END_IF

（3）分拣执行与同步控制模块

• 执行器选择：根据水果特性选合适机构：

• 软质水果（如桃子、番茄）：用气动推杆 + 硅胶头（缓冲撞击）。

• 硬质水果（如苹果、橙子）：用翻板机构或吹气阀（高速分拣）。

• 动作同步：

• 计算水果从称重台到分拣位的距离（L）和传送带速度（V），得出延迟时间（T = L/V），确保执行器在水果到达时动作。

• 示例：传送带速度 2m/s，距离 0.5m，则T=0.25s，PLC 计时 0.25s 后触发执行器。

（4）数据记录与报警模块

• 记录每级水果数量、总重量（存于 PLC 数据寄存器或上位机数据库），支持 HMI 查询统计报表。

• 报警逻辑：传感器故障（重量超量程）、执行器未动作（超时无反馈）、传送带速度异常，触发声光报警并停机保护。

三、注意事项

1. 机械干扰隔离：称重台与传送带机架需柔性连接（如用橡胶垫），避免传送带振动传导至传感器，导致称重不准。

2. 速度匹配：称重时间（传感器稳定 + 数据处理）需小于水果通过称重台的时间（如传送带速度 1m/s，称重台长度 0.2m，则通过时间 0.2s，要求程序处理时间≤0.1s）。

3. 水果姿态：确保水果单个进入称重台（加装分料机构，如拨片），避免叠放或并排导致重量叠加。

4. 环境适应：潮湿环境需加强传感器防水（如加装防水罩），低温冷库需选宽温传感器（-20~60℃）。

通过以上方案，可实现水果重量的快速、准确分级，分拣效率可达 30~100 个 / 分钟（根据通道数量调整），满足中小型果蔬加工厂需求。若需更高效率，可增加称重通道并采用视觉 + 重量双检测（剔除异形果）。