XK3101S-GS两个仪表解析

1、XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司11概述XK3101S 型称重数传器和 XK3101GS 型称量接收显示器是我公司拥有自主知识产权的科技创新产品。为了提高工业称重设备的精度，减小拖缆对微弱称重信号的干扰，采用信号前端数字处理技术，使在电缆中 传输的称重信号为 RS232C 格式的 0/20mA 数字信号。前端模拟信号数字化处理由XK3101S 型数传器完成,后端对称重信号的数据处理由XK3101GS 型完成。XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器有下述特点和功能：1.1 仪表智能化，不同量程和性能都由软件系统的密码方式面板数字设定/标

2、定来实现，减少了硬件数量，因而提高了可靠性。1.2 采用前端信号数字处理技术，前端处理部分采用了具有抗工业干扰的光隔离三斜积分模数转换器技术，A/D 内部码高达 20 万码。1.3 具有面板按键密码输入设定分度数、分度值、小数点位置、波特率等和全自动数字称量标定功能，分度数、标定参数等存贮在带硬件保护的EEPROM 中，保证长期安全可靠。1.4 具有用户无须打开机壳可面板按键密码输入进行自动数字标定，使用户现场调试十分方便。1.5 具有按键数字调零、自动零位飘移跟踪以及跟踪范围选择和零位异常软件检测功能。在供电电压波动频 繁，条件恶劣（震动）的工业现场，始终保持秤的零位不变。1.6 具有自动调

3、零功能。由于机械重复性不好所引起的零位不稳定情况进行自动调零，且自动调零范围及间 隔时间可编程设定。1.7 具有动态检测、稳定化处理以及滤波级数选择功能，能使被称物在轻微晃动情况下称量值稳定显示。1.8 具有串行通讯功能，本显示器配接 12 高亮度大屏幕显示器。1.9 具有密码设置进入显示 A/D 内部码（可检查传感器、放大器、A/D 好坏）和操作出错报警功能。1.10 具有专用软件监视电路和抗干扰软件设计，因而使称重数传器/接收显示控制器具有很强抗干扰能力和程序自动恢复功能。相应的上电/掉电检测电路和 EEPROM 存贮器，实现了可靠的停电现场保护。2 主要技术指标XK3101S/GS 型称

4、重数传器/称量接收显示器的技术性能符合GB/T7724-1999称重显示控制器规定的中准确度等级的 3 级标准。2.1 称量性能的基本技术指标2.1.1 示值非线性度：0.01 % F ? S ;传感器信号输入灵敏度：0.3凶/ d。（数传器部分）2.1.2A/D 转换速度：约 25 次/秒；（可选 约 50 次/秒） ; A/D 内部码 20 万码。（数传器部分）2.1.3输入信号范围：030mV ;（数传器部分）2.1.4零位温度影响：w0.1N/C;满量程温度影响：w10PPM/C。（数传器部分）2.1.5称重传感器激励电源：电压DC 15V（一般出厂设定为约 12V ）;XK3101S

5、/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书2宁波中和衡器有限公司电流 最大输出电流 DC 250mA,具有短路过流保护。（数传器部分）2.1.6 数字信号传输形式：RS232C 格式 0/20mA 电流环；传输距离：w1000 m。（数传器部分）2.1.7 传输波特率：4800 bps2.1.8 数传器电源： AC 36V, 频率：50Hz ;功耗：约 5 VA。2.2模拟量输出接口2.2.1 模拟量输出信号：420mA2.2.2 输出负载特性：420mA 负载电阻w750Q。2.2.3 准确度：w0.15 %。（采用脉宽调制技术，分辨率1/10000。）2.2.4 带面板电流输出开路及光

6、柱指示电路。2.3串行通信接口2.3.1 接口形式：RS232C 电平； RS485 ; 20mA 串行电流环接口。（任选一种）2.3.2 波特率：数传器与显示器、显示器与大显示器4800 bps。2.4 显示方式：6 位 0.5 特高亮度数码管，8 只发光管指示零位、动态、标定、设定、上限、下限、和通讯。2.5 数传器外型尺寸：290X90 x230mm（长X宽X高）；重量：约 3.0 kg。2.6 使用环境条件222.6.1 电源：电压 AC220 33V;频率：50Hz ;功耗：约 20 VA。（接收显示器部分）2.6.2 温度：20 60C,湿度：40C（10 85） %RH2.6.3

7、 无腐蚀性气体和强电磁干扰场合3.原理框图简介为减小对模拟称重信号的干扰， XK3101GS 型称量接收显示器的前端信号处理由 XK3101S 型称重数传器 完成。XK3101S 由适合工业控制 51 系列单片微机、高精度、低漂移数据放大器、光隔离比率式三斜积分A/D转换器、适合电阻应变式称重传感器使用的激励电源和RS232C 电流接口等组成，其原理框图如下图所示：XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司3XK3101S 型称重数传器原理框图AC36V 50Hz 输入0/20mA有线传输XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书4宁波中

8、和衡器有限公司XK3101GS 型称量接收显示器接收由 XK3101S 发送经电缆传输的 RS232C 格式 0/20mA 电流信号。此信 号的内容是与称量信号有关的模数转换值。它由带隔离的串行通讯接口、模拟量输出等组成，其原理框图如下 图所示：XK3101GS 型称量接收显示器原理框图4.XK3101S 型外形和前后面板布置及安装接线4.1XK3101S 型称重数传器外形图及尺寸XK3101S 型称重数传器外形图CN1 CN2称重传感器信号输入AC36V电源/信号CN6变压器420mA输出290mm4-XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司5XK31

9、01S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书6宁波中和衡器有限公司4.2 XK3101GS 型称量接收显示器前后面板布置示意图宁波中和衡器有限公司XK3101GS 型称量接收显示器前面板布置示意图4.3 YBX-GS-2 型仪表箱接线图AC36V 1#仪表1#仪表1#仪表2#仪表2#仪表2#仪表输岀0/20mA 0/20mA 420 mA0/20mA0/20mA420mA数传输入输出至输出至数传输输出至输出至大显示PLC入大显示器PLC安装及接线7.3XK3101S 与高温接线盒的接线红黄绿白屏蔽E+E-U+U- 一红黄绿白屏蔽E+E-U+U-0XK3101GS 型称量接收显示器输出指

10、示至#仪表至#仪表XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司7两只传感器接一只接线盒，再把两只接线盒的输出线接到XK3101S 的接线端子上，接线端的线色标是按照我公司生产的传感器信号线颜色标注的，如用户选用其他公司生产的传感器和连接电缆时，其相应的线色标有所不同，请注意！图中的E+E为传感器激励电源输入端， U+U为传感器信号输出端。5.1.2 传感器与接线盒的接线JX-2NH 型高温接线盒内部接线图XK3101S 型数传器 AC36V 输入 0/20mA 电流环输出接线SXK310135k：至XK3101WPOO2OO3O4O输出输入AC36V6 .显

11、示及键和密码设置及DIP 开关说明8.显示说明3.%26 位 0.5 或 0.8 数码管用来显示称重数据、提示符等。HZ：4一U-U士亠r匚J_丿自传/ 感，器来红黄绿白屏蔽E+E-U+U-铜网激 励信号地称重传感器5.1. 3到UXK31Q1T内接线盒接线端子自传感器来XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书8宁波中和衡器有限公司4.%2错误提示符请见下表说明：错误信息原因说明显示闪烁称量超载Mdx(n+1/10n)隔1.6s显示En传感器极性接反或开路A/D不转换显示EE Er没按下EEPROM键存储确认无效显示Er参数错误如100H199、y1275.%2指示灯说明:

12、指示灯功能（指点亮时）零位秤处在零点v0.5d动态指示称量不稳定标定指示接收显示器进入标定状态设定指示接收显示器进入设定状态上限暂无定义下限暂无定义闪烁时表明向大显示器刷新数据通讯闪烁时，表明在接收数传器数据6.2 键功能说明621 “调零”键，此键用来去除固定载荷。在称重状态下，按此键后，使接收显示器显示为零，点亮零位指示灯，并进行零点自动跟踪。 如按此键后，显示“EE Er:则表明被调零值超过调零限定范围，可将“EEPROM ”键一直按下不放，然后按“调零”键。“ EEPROM ”键，此键与“设定/标定”键或“调零”键配合，用来对接收显示器参数的设定/标定值或调零值存入 EEPROM 存贮

13、器中的开门操作。同时，按此键不放又可取消自启动功能，使设定/标定操作顺利进行。“设定/标定”键，此键用来设置密码和设定参数或标定操作。键，在设置数据时，按一下此键可使已置入的数据向左移一位。在平常称重状态下，按此键可 清除声光报警。有去皮重功能时，按此键用来设置皮重。“V 键，在设置数据时，按一下此键可使显示器个位数加1 递增。DIP 开关说明由于本接收显示器可面板数字密码设置进入设定或标定等全部操作，因此不用拨动DIP 开关。DIP 开关的设置主要用来供生产厂家初始化参数设置、方便调试、检验和用户维护以及用户忘记密码时，进入设置参 数操作模式来XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示

14、器使用说明书宁波中和衡器有限公司9显示已设置的密码。要拨动开关必须打开机壳的盖板。DIP 开关的定义如下表：（平常称重状态下，所有DIP 开关必须处在 OFF 位置。）XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书10宁波中和衡器有限公司DIP号状态功能1ON暂无定义OFF平常称重状态。2ON设定分度数、分度值等参数。同密码“匚”OFF平常称重状态。3ON用来置入进行自动标定运算时已加在秤体上的标准砝码值和命令标定运算操作。同密码“匚+8OFF平常称重状态。4ON显示称量内部码和取消零点跟踪OFF平常称重状态5ON显示A/D内部码取消自启动功能。同密码“匚”+7OFF平常称重状态

15、。6ON取消自启动功能，允许分度数、分度值以及标定系数写入EEPROM,同按下“EEPROM”键一样。OFF平常称重状态。如将 DIP5为 ON 状态，可检查 A/D 码稳定与否以及大小。当 310000 码时，A/D 已饱和。又如 DIP4为 ON 状态 可显示称量内部码和取消零点跟踪功能（对接收显示器进行老化和观测漂移试验时）。举例，当 d=10 kg 时，最后一位不变化，但为了检查传感器安装机械重复好坏，DIP4在 ON 状态（相当于在标定状态），接收显示器会显示最后一位值即分辨率 1kg。当 DIP6在 ON 状态时，相当于“EEPROM”键一直按下，取消自启动和允许向 EEPROM

16、存贮器存入参数。又如当用户不知道本接收显示器的密码，此时可打开机壳将 DIP2 拨向 ON 状态，按“设定/标定”键可显示找到密码“匚”。DIP3 在 ON 状态时，按“设定/标定”键可进行称量标定操作。6.4 密码设置说明密码以“匚”为提示符，由 15 位阿拉伯数字组成。供方产品出厂时的密码默认值是“80000 ”，密码可由用户重新定义和修改。为了有利于记忆，本显示器的密码只有一个，而进入相应设定或标定等操作时，应加上规定的常数。具体的密码由如下表定义：C设定分度数、分度值等匚+7A/D码直接显示（应EEPROM键一直按下）匸+8标定和称量内部码显示7 调试称重传感器满量程输出信号的计算本数

17、传器与称重传感器连接前先通过计算称重传感器满量程输出信号是否与数传器相配，计算时先必须XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司11（4）选用传感器个数（5）传感器灵敏系数按下列公式计算传感器在秤满量程时有效输出电压（即输入数传器称重信号电压）固定载荷+秤的量程X传感器灵敏系数（mV/V）X激励电压（V）V in =传感器容量X传感器个数例：一台 200 t 秤，其固定载荷为 40 t，用 4 个 80 t 称重传感器，其灵敏系数为2mV/V，本数传器的激励电压约为 12V ,（40 t+200 t）X2 mV/VX12VV in =18mV80 tX4得

18、此值在本数传器输入电压范围内（330 mV ）,表明称重传感器与数传器能配用。如万一超过此范围， 又不能改变传感器量程时，会引起放大器和A/D 转换器的高端饱和，使数传器在高端不能线性正常显示称量值。为了解决这个问题，仅并联一只普通精度的电阻器，来减小传感器激励电压到10V 就可。因本数传器信号放大器和 A/D 技术的进步，一般秤（包括秤体自重）的满量程输出信号占总传感器满量程输出信号的5075% ,即输入数传器的满量程信号为1218 mV 时就能保证秤的较高精度要求。7.2.面板密码按键设定分度数等参数的操作供方厂家在出厂时将设定密码设置成“匸” =80000 （默认值），因此用户只按此密码

19、即可进入设定状态。（设置密码时 DIP 开关全部处于 OFF 状态，即出厂时及平常称重状态。）由于本接收显示器具有过1.6 秒产生自启动复位信号。因此，当用户不熟练操作时，如按“J”、“V 和“设定/标定”键的时间间隔大于1.6 秒时会中止设置而自动恢复到称量状态。为了顺利设置或显示参数，要将“EEPROM ”键一直按住不放以取消自启动，同时也打开了数据存入EEPROM 的存贮门。本接收显示器具有分度数、分度值、小数点位置设定功能，以作为不同量程秤的通用称重显示器。用户在调试之前，须先根据满量程称量值确定分度数、分度值和小数点位置，其关系式：d 是分度值，n 是分度数。现假设秤的量程为200t

20、，将要设定的数据分别为、p=2 操作如下：请求输入密码nnnn输入密码已知:（1）秤的量程固定载荷（秤的自重）（3） 传感器量程式中 M 是满量程称量值，XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书12宁波中和衡器有限公司XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司13KX X X XX Xn n0嘩n口n nufuf数分没数01龜衛”M定2一标PR/EE- 1下一按按亠0角M表正厂E EE Ercrcf fi i0X X X XX X X Xn n0入n输入值与密码相符，则进入1刁定定一0PROMPROM 10PROM设定标定如用户是在现场

21、使用过程中刚更换主机印制板后，并为了避免重新标定的麻烦，才有必要将标定校正系数 Y、H 和 L 值等显示或设定存贮到 EEPROM 中。否则不必对 Y、H 和 L 值进行设定，因为这些参数由显示器自动标定运算结束后会自动存贮到EEPROM 中去的，但要显示或设定这些数据时继续按“设定/标定”键，方法如下:1Y127一个分度值占用的A/D码数XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书14宁波中和衡器有限公司XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司1 1钢包回转台数传器与显示器的波特率约定S232C串行通讯 波特率选择项4800bps，当

22、t=0 时取消串行通讯。校正系数高位部分，此值范围：100WH199校正系数低位部分，此值范围:0000LW9999调零限定值，一值必须小于一值。动态系数10r厂+匚时，禁止按键调零。建议用户将 匕值设置成秤体满量程的410%，这样有利于接收显示器进行零位软件异常检测和保持功能。当 2=0 时，取消调零限制和零位异常检测功能。零点跟踪范围选择参数。口=0、1、2、3秤处在稳态且称量显示值又在零位附近土Q 内时，进行零点自动跟踪。当用户的秤分度数较大分度值较小,秤的零位又不稳时，可选择此参数为2 或 3。其跟踪范围如下表:6零点跟踪范围6零点跟踪范围01/4d21d11/2d32d滤波深度选择项

23、， =0、1、2、3。当选=3时，称量显示很 稳定，但显示反应速度较慢。大显示刷新选择时间,0巴w100XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书116宁波中和衡器有限公司XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司1 1当土88时，大显示器全“ 显示。当兰=44 时，大显示器全熄灭。这样可查出该亮的笔划不亮了表明二、三极晶体管是开路和不该亮的亮了是短路损坏，对维修大显示器带来方便。当 L=o 时，无自动调零功能，假如设置 /100 时，那么称量值在稳定状态下持续10S，且又在零位附近 1/4 匕内时，将进行自动调零操作使称量显示为零，并启

24、动零点跟踪程序_ n n n单次自动调零门限值。二C * J U U供方岀厂时的默认密码值 用户可重新定义和修改注：在上述设定参数中由于用户需求的功能不同时，参数的提示符及含义可能有所不同请用户从上述参数的设定过程中可总结出以下规律：对应每个设定参数都要按二次“设定/标定”键。第一次按此键为设定（显示）状态，这时用户如按“V 和键，可重新设定新的参数值；第二次按“设定/标定”键为写入校验状态。这时，将设置参数写入 EEPR0M 存储器后再将读出值送到接收显示器供用户核对。如第二次按“设定/标定”键写入确认时，没按下“ EEPROM ”键，显示“ EE Er ”或写入的参数有误，须重新设置。nn

25、uu31当b= 0时去皮无功能当wb时去皮限制。D/A 420mA 或 15V零位调整值此参数为 0 或偶数时 420mA 或 15V 不变送，奇数时，420mA 或 15V 变送多台接收显示器与上位机通讯时的地址编码：015厂C C C暂无定义。匸U U U自动调零周期时间，单位0.1S0255II -k1I 定 IXK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书118宁波中和衡器有限公司用户如不需要改变某个设定参数，仅检查显示某个设定参数，只须连续按二下“设定/标定”键，即XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书宁波中和衡器有限公司1 1m nnn9 U U

26、JJ u输入加载在秤体上的砝码值假设为100.00 t可检查或跳过设定参数，而进入下一个参数设定。要退出设置状态，可先释放“ EEPROM ”键，开放自启动电路。过1.6S 后自动进入称量显示状态。系统称量标定7.3.1 面板密码按键标定操作为了减少密码，本接收显示器的标定密码定义为设定密码“二”加 8。在标定之前，先要将接收显示器开机预热 15 分钟。然后进行秤的调零并存入“EEPROM ”中。如秤的零位为 15.60 t，方法如下：如接收显示器显示“EE Er ”，表明按键调零不成功，以示调零值超出调零范围或“EEPROM ”键没先按下再重 新调零。最好先按下“ EEPROM ”键不放，再

27、按一下“调零”键，最后释放“ EEPROM ”键是正确写入 EEPROM 存储器的开门操作方法。按下“ EEPROM ”键不放后再按“调零”键其调零值将不受限制。（接收显示器与传感器初 次安装通电连接时，因自重较大需用此操作）。调零后向秤体上加载砝码或替代物，如加载的砝码为 100.00 t 后，接收显示器由于没经过标定会显示不准确的称量值。假设为98.65 t。具体标定方法如下:匸”加 8。如密码设置输入正确，那么点亮“标定”指示灯，进入标定和称量内部码显示模式。PROM先按一下“设定/标定”键输入标定密码值为口nnn口cOuuuO输入密码|设定|标定|点亮“标定”指示灯进入标定模式。恢复显

28、示未经标定的称量值。I 设定|I 标定 I输入提示符XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书120宁波中和衡器有限公司设定 1请求输入称量标定密码1 标定XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书?宁波中和衡器有限公司21innnnxl U U.U u t标定结束后，此时标定”灯仍亮着，如再按设定/标定”键，仍可进行标定操作。如要取消标定状态，则先释 放“EEPROM ”键，然后按一下“设定/标定”键进入数字设置状态或一直按下或“V 键不放，过 1.6 秒后听 到“啼-嘟”声，熄灭“标定”指示灯后，退出标定状态。到此自动标定结束，接收显示器显示准确的称量值

29、。由于本接收显示器具有很好的线性度，只要传感器也保证很小的线性误差时，用户在少量砝码或标准替代物情况下（满量程 20%以上）就能进行自动称量标定。调整元件）、则其平均灵敏度系数为 S平均=（Si+ S2+ S3） - 3=（2.015 + 2.019 + 2.020） - 3=2.018mV/V。7.3.2 模拟量输出通道 420mA 的调试与标定注：产品出厂时已对 DC 420mA 输出信号进行标定和检验，用户在现场使用过程中发现存在误差时， 才有必要进行此调试与标定操作。模拟量 420mA 输出接口由采用数字光电隔离脉宽调制技术的D/A 转换器和 V/I 转换恒流输出电路组成。不管用户的量

30、程如何设置，模拟量输出20mA 的满度值与用户设置秤的满量程M=（分度值X分度数）会自动地跟踪并相对应。 但由于送往 PLC 的模数转换器及基准等差异，也许会存在很小的偏离误差。为了减小偏离误差先按 7.2 让接收显示器进入设定状态，只要在称量零位（ 4mA ）处调整“值；在满度（20mA ）处 微调整“ n ”值（或打开接收显示器的上盖板，调整 D/A 输出电路中的高精度多圈电位器）就能调整 420mA电流的大小。调整这两个参数仅对模拟量输出420mA 有关，而对称量显示值毫无关系。7.3.3 标定结束后的操作标定结束后，按一下“设定 /标定”键，过 1.6 秒退出标定状态，熄灭“标定”指示

31、灯。然后应按7.2方法将设定参数中的 n、d、P 和标定参数中的 y、H、L 六个较为重要的参数记录存档（最好将所有参数记下），以便下次如更换主机板时，只需人工设置上述参数就可，而无需重新进行秤的标定。用户平时设置参数时应 注意不得随意改变上述标定参数。维修8.1 开机后接收显示器 XK3101GS 数码管不亮，蜂鸣器不响，一般是供电不正常引起的。先检查交流供电电源，若外加电源正常，再检查后面板上延迟保险丝是否熔断。如熔断了则必须更换相同容量的保险丝。机内 电源变压器边也有一只可恢复保险丝，也应检查。当电源短路时，此元件将呈现高阻抗，当短路故障解除后 会自动恢复导通状态。8.2 开机后，接收显

32、示器 XK3101GS 每隔 1.6 秒显示“ En ”，表明单片机部分正常工作，主要是现场数传器XK3101S 的 A/D 转换器不工作或有故障。如传感器信号极性相反、开路或短路、数传器激励电源输出端短设定标定PROMSood约过3秒后XK3101S/GS 型称重数传器/称量接收显示器使用说明书14宁波中和衡器有限公司路等。还有从 XK3101GS 到现场数传器 XK3101S 的电缆或拖缆断路或短路的故障。待极性正常或故障排除后，会自动重新启动 A/D 转换器。8.3 开机后接收显示器 XK3101GS 显示非正常字符，表明单片机部分不正常工作。每隔1.6 秒显示“ En ”消失也无其他数字显示且蜂鸣器响，表明是XK3101GS 接收显示器面板按键短路引起的。8.4 如数传器 X