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本文將介紹微機(jī)配料控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能：
微機(jī)配料控制系統(tǒng)是水泥行業(yè)在生產(chǎn)過程控制方面應(yīng)用計算機(jī)起步最早的領(lǐng)域，早在90年代初，國家重點(diǎn)支持和推薦的微機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目中生料微機(jī)配料的開發(fā)、應(yīng)用最廣。配料過程在水泥生產(chǎn)工藝過程中至關(guān)重要，提高配料系統(tǒng)控制和計量的準(zhǔn)確度，使系統(tǒng)功能更加符合每一個工廠特定條件下工藝裝備情況和管理者的要求，始終是我們追求的目標(biāo)。總結(jié)多年來在微機(jī)配料控制系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)中所積累的經(jīng)驗(yàn)，向大家推薦介紹一種性能卓越的多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)，同時也可適用于鋼鐵、化工、醫(yī)藥等其它行業(yè)，需要多種物料有一定配比的場合。

多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)的三大特點(diǎn)
本系統(tǒng)是在用戶長期使用微機(jī)配料控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷完善和擴(kuò)充功能，不斷改進(jìn)和優(yōu)化而來。

系統(tǒng)可以與多種不同類型的電子秤配套
本系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是在電子秤選配方面所表現(xiàn)的靈活性，它可以充分滿足用戶特定的配料工藝條件，自由配置各種不同類型的電子秤，組成高精度的計量控制系統(tǒng)。
電子秤的選取不僅取決于對控制精度的要求，同時在很大程度上還與各廠的生產(chǎn)工藝條件密切有關(guān)。對石灰石、粘土、鐵粉、煤等一般顆粒狀或半顆粒狀物料的計量，無論采用哪一種電子秤都能很好適應(yīng)。但在生料配料中若添加了粉煤灰成分，或是水泥中大量采用粉煤灰作混合材時，對于這種具有流動性的粉狀物料，如果再選用皮帶秤就顯然不恰當(dāng)了。最好的解決辦法是將此類物料的計量，單獨(dú)改用密封性能較好的輸送設(shè)備如電子螺旋絞刀秤。對熟料而言則最好配用斗式秤，以適應(yīng)熟料高溫的特點(diǎn)。
采用多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)，用戶完全可以根據(jù)自己的工藝要求，不受限制地自由選擇不同的皮帶秤、斗式秤和螺旋絞刀秤進(jìn)行最合理的搭配、組合。也可根據(jù)用戶要求配用各種調(diào)速秤，甚至是核子秤。只要通過簡單的秤群定義，就能使不同類型的電子秤在各自最優(yōu)的控制方式下協(xié)同運(yùn)行。這種獨(dú)特的設(shè)計，使多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)具有相當(dāng)大的靈活性，它幾乎能適應(yīng)任何用戶的不同使用條件，而不需要再對系統(tǒng)電控部分的軟硬件作任何大的改動。

雙懸臂電子秤是實(shí)現(xiàn)高精度計量的可靠保證
本系統(tǒng)第二個特點(diǎn)是配用了系列化的產(chǎn)品──雙懸臂電子秤。我們可提供三種基本配置：雙懸臂皮帶秤，雙懸臂斗式秤和雙懸臂螺旋絞刀秤。其特點(diǎn)是完全消除了秤的四角誤差，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好。 1
就配料系統(tǒng)中普遍采用電子秤而言，早期的單懸臂皮帶秤和斗式秤因其計量精度較低，使用中揚(yáng)塵較大、可靠性較差已逐步淘汰。本系統(tǒng)推薦配套使用的是TDC(PCS)型雙懸臂皮帶秤，對于斗式秤，我們采用了特制的高精度的雙懸臂傳感器，而我們的螺旋絞刀秤也是裝置在雙懸臂的秤臺之上，以達(dá)到完全相同的功效。經(jīng)過較長期的運(yùn)行考驗(yàn)，目前這類雙懸臂秤的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)普遍被大家所接受。

操作簡單、功能強(qiáng)大的系統(tǒng)控制軟件
本系統(tǒng)第三個特點(diǎn)是配備了功能強(qiáng)大、實(shí)用性能很好的應(yīng)用軟件。
我們十分重視系統(tǒng)軟件功能上的完善，如果說硬件設(shè)計是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高指標(biāo)的基本條件，那么加上一個好的軟件往往更能取得事半功倍的效果。我們通過長期的現(xiàn)場工作，深入實(shí)際，傾聽用戶意見乃至第一線操作人員的反饋信息，不斷改進(jìn)。最后完成的版本可稱得上是經(jīng)過了千錘百煉，其功能已得到大大加強(qiáng)。

雙懸臂電子秤的計量原理
在工業(yè)生產(chǎn)中使用的電子皮帶秤有好幾種類型，品種繁多，但大都存在著計量準(zhǔn)確度不易保證等問題。以推廣應(yīng)用較多的單懸臂皮帶秤為例，該秤的計量原理是基于單杠桿的靜力矩平衡，對同一物體，傳感器的輸出信號將隨其重心位置的移動而變化。換言之，作為一種計量設(shè)備，當(dāng)單懸臂秤以連續(xù)方式工作時，必須要求皮帶上分布物料的重心相對于秤的支點(diǎn)和傳感器的平衡力點(diǎn)的位置確定不變，否則傳感器的輸出信號就可能是虛假的，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中也將因此而作出不正確的調(diào)節(jié)。可見，若要保證單懸臂秤的計量精度，就必須保證秤面上分布物料的重心位置保持恒定不變，由于客觀存在給料設(shè)備的不穩(wěn)定性、物料顆粒的不均勻性，以及皮帶跑偏等種種原因，要想動態(tài)保證皮帶上分布物料的重心位置不變，這在實(shí)際上是很難做到的。
雙懸臂秤的結(jié)構(gòu)主要由秤臺和秤體兩大部件組成。秤臺實(shí)際是皮帶輸送機(jī)，也可安裝其它類型的輸送機(jī)，秤體是秤臺的支承杠桿系統(tǒng)。秤臺通過四個支腳和彈簧板吊掛，被懸掛在秤體的兩個承重杠桿上，在未安裝荷重傳感器時，秤臺呈懸浮狀態(tài)。
雙懸臂秤是全彈性支承結(jié)構(gòu)的電子秤，采用雙杠桿原理，計量精度較高。傳感器的受力只和杠桿比和物料重量有關(guān)，而與物料在秤體皮帶上的分布狀態(tài)無關(guān)。秤體機(jī)架堅固、耐磨損，秤的初期性能可以長期保持穩(wěn)定、可靠。雙懸臂秤的靜態(tài)計量準(zhǔn)確度優(yōu)于0.5%，動態(tài)優(yōu)于1.0%。
雙懸臂電子秤是一種系列化產(chǎn)品，它的品種齊全。電子皮帶秤共有六種規(guī)格，相應(yīng)提高了物料計量精度，適合單秤臺時產(chǎn)量1～60噸。斗式秤也有多種規(guī)格。對于粉煤灰等粉狀物料的配料可用雙懸臂絞刀秤，在高溫條件下使用還可采用鋼板秤或者圓盤秤結(jié)構(gòu)。其中，絞刀秤不適合間斷給料運(yùn)行方式，而只能采用連續(xù)調(diào)節(jié)控制。

功能豐富的控制軟件
多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)的軟件功能豐富，可以滿足用戶多方面的要求。系統(tǒng)具有完善的運(yùn)行、報警記錄，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均能在線查詢和打印，并且擴(kuò)充了通道切換、班次自動轉(zhuǎn)換等輔助功能。
完善的數(shù)據(jù)庫和報表功能。
本系統(tǒng)具有較完整的數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計報表功能，滿足企業(yè)生產(chǎn)管理需要。各類報表包括：
班運(yùn)行報表：包括每班開始、結(jié)束運(yùn)行的時間，按配方設(shè)定控制目標(biāo)值，各臺秤的運(yùn)行數(shù)據(jù)，配料產(chǎn)量和磨機(jī)平均臺時產(chǎn)量等。
日報表和月報表：內(nèi)容同上，還可分班次進(jìn)行統(tǒng)計。
累計統(tǒng)計報表：指定起訖日期、時間內(nèi)的單秤和累計產(chǎn)量，按物料的分類統(tǒng)計和配比。
報警記錄報表：包括報警分類統(tǒng)計、報警次數(shù)和報警等待時間，即微機(jī)發(fā)出報警至操作者作出鍵盤響應(yīng)的累計時間。

修改配方、查詢和打印報表均能在線進(jìn)行。
操作者可在線對正在使用的配方進(jìn)行修改或重新輸入，經(jīng)確認(rèn)后系統(tǒng)即按新配方運(yùn)行。
上述各類報表均可實(shí)現(xiàn)在線查詢和打印，不必退出控制運(yùn)行過程。在線查詢中還包括各秤的動態(tài)補(bǔ)償系數(shù)等項(xiàng)內(nèi)容，便于操作者掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況。

多樣化的數(shù)學(xué)計算方法。
本系統(tǒng)程序經(jīng)過改進(jìn)，提供三種不同的AD采樣電壓與重量之間的數(shù)學(xué)計算方法，可供用戶選擇。
“線性回歸”能較好地克服電子皮帶秤在標(biāo)定過程中因外部因素，例如振動引起的隨機(jī)誤差，使整定結(jié)果有更好的適應(yīng)性。“曲線擬合”對校正傳感器的非線性特別有效，可根據(jù)不同情況比較選用。以上均適用于各類皮帶秤。
對于連續(xù)PID調(diào)節(jié)方式的控制通道，系統(tǒng)還允許將其設(shè)定為用“吸收值法”計算輸送機(jī)負(fù)載，該通道就可以配用核子秤計量。本系統(tǒng)多功能的特點(diǎn)在此得到最充分的體現(xiàn)，以滿足用戶的特殊需要。
改變計算方法后可直接運(yùn)行，不必重新標(biāo)定。

高性能的實(shí)時補(bǔ)償功能。
其一，本系統(tǒng)軟件設(shè)計中對于間斷給料運(yùn)行方式的皮帶秤，控制運(yùn)行過程的每一個周期設(shè)計為12秒，理論值每小時運(yùn)行300秤，人工輸入重量或用百分比設(shè)定產(chǎn)量時均按此計算。由于運(yùn)行過程中包含自動檢零，特別是在配用微機(jī)速度較慢時，周期可能延長，或因報警而使系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，都會造成運(yùn)行秤數(shù)不足，實(shí)際配料量將低于目標(biāo)值。
我們引人“產(chǎn)量修正系數(shù)”的概念，可對此進(jìn)行自動補(bǔ)償。在運(yùn)行中磨機(jī)的實(shí)際臺時產(chǎn)量與設(shè)定值相比，一般偏差均能控制在小于0.5%的范圍內(nèi)。
其二，在給料過程中，電子秤不可避免會受到物料沖擊的影響，這種沖擊量的大小與物料粒度、粘滯性和料倉壓力有關(guān)，都是隨機(jī)變化的。對此，我們采用了自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)，使系統(tǒng)的控制性能得到進(jìn)一步提高。

靈活的通道切換功能
當(dāng)正在使用的某一個A/D、D/A模擬量通道，D/O開關(guān)量輸出通道出現(xiàn)故障時，用戶可隨時調(diào)用“秤群定義”子菜單操作功能，簡單地把故障通道修改為備用通道號，并將其硬件連接線切換到相應(yīng)的端子上，系統(tǒng)就能即刻恢復(fù)繼續(xù)運(yùn)行。該功能在電振觸發(fā)板，或微機(jī)I/O板卡個別通道出現(xiàn)問題時，處理故障特別方便而快捷。

實(shí)用的班次自動轉(zhuǎn)換功能。
用戶可根據(jù)本廠作息制度設(shè)定交接班時間，三班制、四班制或四班三運(yùn)轉(zhuǎn)等具體交接方式。系統(tǒng)在運(yùn)行中能按照設(shè)定的排班表自動轉(zhuǎn)換班次，即使在兩次運(yùn)行中存在停磨的間隔時間也無妨。有了這個功能，日報表和月報表中的分班次統(tǒng)計就能輕而易舉地實(shí)現(xiàn)，并且準(zhǔn)確無誤不受人為操作的影響。

系統(tǒng)的通訊聯(lián)網(wǎng)功能
隨著自動化技術(shù)在水泥行業(yè)中的不斷普及，有不少工廠已經(jīng)在生產(chǎn)過程中采用了PLC控制系統(tǒng)。多功能配料控制系統(tǒng)可作為它們的子系統(tǒng)，通過通訊接口使之與全廠控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。這樣就可以充分利用原有自動配料系統(tǒng)的成熟技術(shù)，避免不必要的二次開發(fā)。針對中小水泥企業(yè)的特點(diǎn)，綜合考慮系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性，我們選擇確定如下方案：
本配料系統(tǒng)的運(yùn)行具有集中和分散兩種操作方式：在集中方式下，配比設(shè)定、物料瞬時量和累計量顯示，包括來自配料系統(tǒng)的報警和報警應(yīng)答都能在主控室的監(jiān)控機(jī)上實(shí)現(xiàn)；而對不經(jīng)常使用的秤體標(biāo)定、系統(tǒng)檢測等功能則仍在配料機(jī)上進(jìn)行。在分散方式下，配料微機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)都能在系統(tǒng)主機(jī)上進(jìn)行監(jiān)視和記錄。這樣涉及系統(tǒng)和軟件的修改工作量最小，完全能滿足使用要求。
利用PLC作為通訊控制中心，主控機(jī)與配料系統(tǒng)微機(jī)通過PLC進(jìn)行實(shí)時的雙向數(shù)據(jù)傳輸。既充分利用了PLC通訊接口的高可靠性能，又能避免上位機(jī)組態(tài)軟件對系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)交換DDE之間接口的限制，簡單而實(shí)用。
在通訊連接上采用了自行研制的完全電隔離的RS-422長線驅(qū)動接口，使兩機(jī)之間的接地很容易處理，并能實(shí)現(xiàn)帶電插拔，在線更換。
在軟件上增加數(shù)據(jù)校驗(yàn)，加強(qiáng)對通訊出錯診斷，保證傳輸信息正確無誤。同時，在通訊一旦出錯時，配料微機(jī)仍能按原指令繼續(xù)運(yùn)行。在系統(tǒng)集中控制狀態(tài)下，還設(shè)置了實(shí)時時鐘校對功能，以保持雙機(jī)時鐘同步。
系統(tǒng)配置及主要性能
多功能微機(jī)配料控制系統(tǒng)包括雙懸臂全彈性支承電子秤，工業(yè)控制機(jī)、專用接口控制電路和凈化電源等四大部分組成。系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能齊全，漢字顯示，圖形清晰，操作簡單。
工業(yè)控制機(jī)、彩色顯示器、電路部分和凈化電源安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，機(jī)柜分為8路、12路、16路三種規(guī)格。在不使用DA調(diào)節(jié)功能時最多可配置16臺TDC(PCS)雙懸臂皮帶秤。也可用一臺微機(jī)控制兩臺磨機(jī)生產(chǎn)，開啟和停止均為獨(dú)立控制，互不影響。在一機(jī)兩磨時，每臺磨最多可配用8臺秤。
當(dāng)用戶選用連續(xù)給料方式運(yùn)行時，需要啟用系統(tǒng)的DA調(diào)節(jié)功能。若使用調(diào)速秤，每臺秤需要使用兩個A/D輸入端口采樣，一臺秤實(shí)際要占用兩個通道，因此最多可全部使用8臺DA調(diào)節(jié)的調(diào)速秤。
系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，對不同類型的秤執(zhí)行兩個不同的控制過程：
1. 對帶有電振給料機(jī)的雙懸臂皮帶秤，采取連續(xù)運(yùn)行、間斷給料的方式運(yùn)行，由微機(jī)檢測秤的負(fù)載，通過開關(guān)量輸出控制電振機(jī)的通斷，控制給料。
2. 對其它類型的調(diào)速皮帶秤或絞刀秤，則是利用微機(jī)同時檢測秤體負(fù)載和秤的運(yùn)行速度，通過模擬量輸出信號控制給料量大小或秤臺輸送機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行連續(xù)PID自動調(diào)節(jié)。
盡管以上兩種方式的控制過程完全不同，但參與配比的各種物料秤均能聯(lián)動工作，以保證配比穩(wěn)定。對操作者而言，只需使用前在秤群定義中加以簡單設(shè)定而已。
系統(tǒng)主要性能如下：
1. 計量精度與秤面上物料分布狀態(tài)無關(guān)，無四角誤差。也即計量精度與給料均勻與否無關(guān)，與皮帶或絞刀的運(yùn)轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定與否無關(guān)，因而不要求物料具有線性的輸送特性。
2. 在間斷給料的皮帶秤或斗式秤控制中，采取延時稱重方式，保證計量準(zhǔn)確，避免應(yīng)物料沖擊和滯后造成的誤差，動態(tài)精度優(yōu)于其它類型的皮帶秤。根據(jù)使用實(shí)踐，一般只需要用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定后，就可投入正常運(yùn)行。不強(qiáng)調(diào)必須通過實(shí)物動態(tài)標(biāo)定，就能確保計量精度，大大方便了操作。
3. 采用隨動跟蹤技術(shù)，保證配比連續(xù)穩(wěn)定。
無論在何控制方式下運(yùn)行，在設(shè)定控制目標(biāo)值與實(shí)際給料量之間，不可避免地總會存在一定誤差。誤差的積累勢必會影響物料配比的連續(xù)穩(wěn)定性。為消除這一誤差的影響，本系統(tǒng)采用隨動跟蹤技術(shù)將上一秤（周期）的誤差累計到下一秤（周期）的隨動目標(biāo)值中進(jìn)行逐秤補(bǔ)償，使誤差對設(shè)定配比的影響減至最小。
4. 隨著系統(tǒng)運(yùn)行的時間加長，秤體、傳感器、放大電路等設(shè)備，器件會發(fā)生時間漂移和溫
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度漂移，造成計量不準(zhǔn)。本系統(tǒng)采用定時中斷方式，實(shí)現(xiàn)自動檢零和扣除秤底，始終保證計量的準(zhǔn)確性。
5. 系統(tǒng)在生產(chǎn)工藝過程中出現(xiàn)故障后即時發(fā)出報警，并判斷故障原因以及故障發(fā)生部位。如斷料、堵料、空倉、過載、堵轉(zhuǎn)等。系統(tǒng)發(fā)出報警后處于待命狀態(tài)，配料過程暫停，完全避免了某種物料出現(xiàn)斷料的可能。

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