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电子自动配料系统

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 电子自动配料系统

      该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品,其中控制仪表采用优质称重控制仪表,它具有高精度,高可靠性,抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块。称重模块安装简单、维护方便,为系统长期稳定性提供了可靠的保证。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好,自动化程度高。
  1.自动配料系统的构成
  自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成,编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、,其中1#~4#为一组,1#为主料秤,其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时,5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时,电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度,以达到所设定流量要求。以主秤(1#)系统工艺流程来分析,工艺流程如图1所示。
  自动配料系统加电后,皮带驱动电机开始旋转,微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区,经皮带运送到达称重区,由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号,经变送器放大,输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口,经采样后并转换成一个流量信号,在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口,与上位机设定的各种配料给定值进行比较,然后进行调节运算,其控制量送至变频器,以此来改变变频器的输出值,从而改变驱动电动机的转速。调整给定量,使之与设定值相等,完成自动配料过程。
  流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带秤称量的是瞬时流量,上位机给出的是设定流量,二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节,根据流量偏差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制,控制量输入和输出(误差)之间的关系在时域中可用公式表示如下:
  公式中e(t)表示误差、控制器输入,u(t)是控制器的输出,kp为比例系数,Ti为积分时间常数,Td为微分时间常数。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时,以主料成分的流量计量为依据,根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数,按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合,具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。     当自动配料系统)开始工作时,启动配料生产线。首先系统程序进行初始化,通过上位机或触摸屏设置配料配比,检查料斗有无物料。若无物料,向料斗送料,启动配料生产线,由电子皮带秤进行称重并实时计量,CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差,调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差,经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节,从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量,并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图:自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器(PLC)和上位机实现两级控制。现以1#~4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例,每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机,两个料位传感器,一个速度传感器,一个称重传感器,一台变频器,它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制,PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号,经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料,速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号,25个开关量输入信号和24个开关量输出信号,I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。 PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器,实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速,达到节约能源和提高配料精度。
   本文的创新点是:自动配料系统采用PLC控制方案,具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点,大大提高了配料精度,便于计量的微机化控制,实现网络化生产管理,通过投产使用取得了良好的经济效益。
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