1 概述
這篇文章主要分析了自動配料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應用原理。
隨著科學技術的日新月異，生產(chǎn)規(guī)模的擴大，工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制程度也越來越高、手段也越來越，原有的生產(chǎn)配料裝置遠不能滿足當前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟效益是企業(yè)生產(chǎn)所必須面臨的重大問題。
電子皮帶配料系統(tǒng)是一種集散控制系統(tǒng)。它集計算機管理技術、過程控制技術、網(wǎng)絡通訊技術自動控制技術 計量技術新傳感器技術于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設計，配置靈活組態(tài)方便。
2 自動配料系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成(以某鋼廠 7 臺自動配料秤為例)
電子皮帶秤 （自動將皮帶輸送機過的散裝物料進行連續(xù)累計的一種裝置） 自動配料系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：7 臺儲料倉、7 臺圓盤給料機、7臺自動皮帶輸送機（內(nèi)嵌電子皮帶秤、7臺現(xiàn)場操作、1 臺儀表控制柜 （內(nèi)嵌 XK3210P型電腦積算儀和 AI 型智能調(diào)節(jié)器等）、1 臺動力控制柜 （內(nèi)含 PLC等）、1 臺低壓開關柜、2 臺變頻器柜 （內(nèi)含 7 臺變頻器）、1 臺工業(yè)控制微型計算機及組態(tài)軟件。
2.2 系統(tǒng)工作原理
2.2.1 比例調(diào)節(jié) （下料閉環(huán)控制）原理閉環(huán)控制過程主要是通過電子皮帶秤對圓盤給料機輸送的物料進行計量，由電腦積算儀接收稱重信號和速度信號，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為累計值和瞬時流量，并將累計、瞬時流量信號由 RS- 485口傳送給工業(yè)控制機 （上位機）、并以 4~20mA模擬電流信號傳送給 AI 調(diào)節(jié)器，AI 調(diào)節(jié)器將該信號與內(nèi)部設定值進行比較運算后，輸出 4 20mA的模擬信號送給變頻器，再由變頻器去調(diào)節(jié)圓盤給料機的轉(zhuǎn)速，當流量增大時，降低圓盤給料機的轉(zhuǎn)速，反之提高圓盤給料機的轉(zhuǎn)速，從而使得物料的流量和階段累計量均保持在設定的范圍內(nèi)，進而得到可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2.2 系統(tǒng)工作原理
（1 ） 集中監(jiān)視、控制管理
工控機作為上位機，通過 RS485 總線接口與電腦積算儀和人工智能調(diào)節(jié)器進行雙向通訊，并通過 RS232 接口與動力控制柜中的 PLC進行雙向通訊，并對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視，構(gòu)成完整的配料系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的需要，用戶可在工控機端設定參數(shù)、啟停設備，并對整個配料系統(tǒng)進行管理和控制，打印報表。同時工控機還留有一個 RS485 雙向通訊接口，以備與其他工控機通訊。
（2 ） 分散控制
脫離工控機，根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的要求，直接向電腦積算儀和人工智能調(diào)節(jié)器輸入?yún)?shù)，啟動動力控制柜面板上的按鈕即可進行系統(tǒng)自動工作；也可直接采取手動方式（就地或遠程操作）使系統(tǒng)進行工作。
2.3 系統(tǒng)性能特點
2.3.1 系統(tǒng)的可靠性高
采用集散控制可使系統(tǒng)進行如下工作：手動工作；就地工作；脫離工控機后在智能控制儀表的支持下自動工作；上位機控制自動工作及由上位機通過串口向下位機送入設定配方參數(shù)實現(xiàn)自動工作，從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。
2.3.2 產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益好
生產(chǎn)過程中，根據(jù)生產(chǎn)過程的特點及工藝要求，通過自動控制系統(tǒng)和自動計量設備，可保證每種物料均在較高精度下進行運行（單機精度可達 0.5% ），進而保證混合物料的精度 （系統(tǒng)精度可達 1.0% ），從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量，增加生產(chǎn)效益。
2.3.3 生產(chǎn)過程的處理能力強
根據(jù)生產(chǎn)過程的需要，在工控機內(nèi)修改相應參數(shù)，即可滿足不同工礦的需要，使系統(tǒng)適應生產(chǎn)過程的能力大大提高。
2.3.4 節(jié)約能源
系統(tǒng)動力部分的電機功率有 11Kw×7=77Kw（以 7 臺 11Kw電機計算），采用變頻器進行控制，功率大約為 40Kw左右，大大節(jié)約能源。
2.3.5 工作效率和生產(chǎn)管理水平高
由于采用自動化生產(chǎn)過程控制，不僅改變以前半工半機的工作方式，而且能對生產(chǎn)過程中的每一環(huán)節(jié)進行監(jiān)控和控制，可減少現(xiàn)場操作人員的數(shù)量。同時由于實現(xiàn)自動化，有助于生產(chǎn)管理人員進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析和趨勢預測，從而大大提高工作效率和生產(chǎn)管理水平。
2.3.6 優(yōu)化環(huán)境
系統(tǒng)采用變頻控制，大大降低環(huán)境的噪聲污染、減少動力啟動對電網(wǎng)的沖擊，整個設備采用全密封結(jié)構(gòu)，大大減少粉塵對生產(chǎn)環(huán)境的污染。
2.4 軟件
2.4.1 上位機單元
上位機采用研華工控機，21" 顯示器，CPU接口卡 PCA- 6179L和多端口通訊板 PCL- 746+。
2.4.2 控制軟件
采用北京亞控組態(tài)軟件，它能與電腦積算儀和 AI 智能調(diào)節(jié)器進行通訊：讀取數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)；并與 PLC進行通訊：讀取 I/O狀態(tài)，發(fā)送 I/O指令；具有報警、故障查詢及打印功能；動態(tài)畫面真實反映實時狀態(tài)；工程設定及配方輸入多樣化，適應工況能力較強；軟件設有不同的訪問權(quán)限，可讓不同權(quán)限的人員操作不同的內(nèi)容。
2.4.3 控制軟件的功能及特點
（1） 決策調(diào)度全廠生產(chǎn)過程；
（2） 集成全部過程控制系統(tǒng)；
（3） 綜合支持管理信息系統(tǒng)；
（4） 整個生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控，如設備運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、歷史趨勢；
（5） 整個生產(chǎn)設備的啟停順序和連鎖控制；
（6） 各種物料的自動計量；
（7） 生產(chǎn)工礦中各種物料配比自動調(diào)節(jié)；
（8） 報表編制及打印功能。