微機配料控制系統(tǒng)的特點和功能：
微機配料控制系統(tǒng)是水泥行業(yè)在生產(chǎn)過程控制方面應(yīng)用計算機起步較早的領(lǐng)域。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)?？偨Y(jié)多年來在微機配料控制系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用、維護中所積累的經(jīng)驗，向大家推薦介紹一種性能卓越的多功能微機配料控制系統(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。
系統(tǒng)可以與多種不同類型的電子秤配套
本系統(tǒng)的特點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。較好解決辦法是將此類物料的計量，單Du改用密封性能較好的輸送設(shè)備如電子螺旋絞刀秤。對熟料而言則配用斗式秤，以適應(yīng)熟料高溫的特點。
采用多功能微機配料控制系統(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行合理的搭配、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控制方式下協(xié)同運行。這種DuTe 的設(shè)計，使多功能微機配料控制系統(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。
雙懸臂電子秤是實現(xiàn)高精度計量的可靠保證
本系統(tǒng)第二個特點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，以達到完全相同的功效。經(jīng)過較長期的運行考驗，目前這類雙懸臂秤的優(yōu)點已經(jīng)普遍被大家所接受。
操作簡單、功能強大的系統(tǒng)控制軟件
本系統(tǒng)第三個特點是配備了功能強大、實用性能很好的應(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，深入實際，傾聽用戶意見乃至一線操作人員的反饋信息，不斷改進。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。
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和傳感器的平衡力點的位置確定不變，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。秤臺實際是皮帶輸送機，也可安裝其它類型的輸送機，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，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)具有完善的運行、報警記錄，各項數(shù)據(jù)均能在線查詢和打印，并且擴充了通道切換、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：
班運行報表：包括每班開始、結(jié)束運行的時間，按配方設(shè)定控制目標(biāo)值，各臺秤的運行數(shù)據(jù)，配料產(chǎn)量和磨機平均臺時產(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行。
操作者可在線對正在使用的配方進行修改或重新輸入，經(jīng)確認(rèn)后系統(tǒng)即按新配方運行。
上述各類報表均可實現(xiàn)在線查詢和打印，不必退出控制運行過程。在線查詢中還包括各秤的動態(tài)補償系數(shù)等項內(nèi)容，便于操作者掌握系統(tǒng)運行情況。
多樣化的數(shù)學(xué)計算方法。
本系統(tǒng)程序經(jīng)過改進，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誤差，使整定結(jié)果有更好的適應(yīng)性?！扒€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”計算輸送機負載，該通道就可以配用核子秤計量。本系統(tǒng)多功能的特點在此得到充分的體現(xiàn)，以滿足用戶的特殊需要。
改變計算方法后可直接運行，不必重新標(biāo)定。
高性能的實時補償功能。
其一，本系統(tǒng)軟件設(shè)計中對于間斷給料運行方式的皮帶秤，控制運行過程的每一個周期設(shè)計為12秒，理論值每小時運行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。由于運行過程中包含自動檢零，特別是在配用微機速度較慢時，周期可能延長，或因報警而使系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，都會造成運行秤數(shù)不足，實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，可對此進行自動補償。在運行中磨機的實際臺時產(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)運行。該功能在電振觸發(fā)板，或微機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、四班制或四班三運轉(zhuǎn)等具體交接方式。系統(tǒng)在運行中能按照設(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，綜合考慮系統(tǒng)的實用性和可靠性，我們選擇確定如下方案：
本配料系統(tǒng)的運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)控機上實現(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上進行。在分散方式下，配料微機的主要運行參數(shù)都能在系統(tǒng)主機上進行監(jiān)視和記錄。這樣涉及系統(tǒng)和軟件的修改工作量很小，完全能滿足使用要求。
利用PLC作為通訊控制中心，主控機與配料系統(tǒng)微機通過PLC進行實時的雙向數(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，使兩機之間的接地很容易處理，并能實現(xiàn)帶電插拔，在線更換。
在軟件上增加數(shù)據(jù)校驗，加強對通訊出錯診斷，保證傳輸信息正確無誤。同時，在通訊一旦出錯時，配料微機仍能按原指令繼續(xù)運行。在系統(tǒng)集中控制狀態(tài)下，還設(shè)置了實時時鐘校對功能，以保持雙機時鐘同步。
系統(tǒng)配置及主要性能
多功能微機配料控制系統(tǒng)包括雙懸臂全彈性支承電子秤，工業(yè)控制機、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)用軟件功能優(yōu)越，漢字顯示，圖形清晰，操作簡單。
工業(yè)控制機、彩色顯示器、電路部分和凈化電源安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)機柜內(nèi)，機柜分為8路、12路、16路三種規(guī)格。在不使用DA調(diào)節(jié)功能時一般可配置16臺 TDC(PCS)雙懸臂皮帶秤。也可用一臺微機控制兩臺磨機生產(chǎn)，開啟和停止均為Du立控制，互不影響。在一機兩磨時，每臺磨可配用8臺秤。
當(dāng)用戶選用連續(xù)給料方式運行時，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，一臺秤實際要占用兩個通道，因此可使用8臺DA調(diào)節(jié)的調(diào)速秤。
系統(tǒng)進入運行狀態(tài)后，對不同類型的秤執(zhí)行兩個不同的控制過程：
1. 對帶有電振給料機的雙懸臂皮帶秤，采取連續(xù)運行、間斷給料的方式運行，由微機檢測秤的負載，通過開關(guān)量輸出控制電振機的通斷，控制給料。
2. 對其它類型的調(diào)速皮帶秤或絞刀秤，則是利用微機同時檢測秤體負載和秤的運行速度，通過模擬量輸出信號控制給料量大小或秤臺輸送機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，進行連續(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)使用實踐，一般只需要用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行靜態(tài)標(biāo)定后，就可投入正常運行。不強調(diào)必須通過實物動態(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行，在設(shè)定控制目標(biāo)值與實際給料量之間，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)值中進行逐秤補償，使誤差對設(shè)定配比的影響減至很小。
4. 隨著系統(tǒng)運行的時間加長，秤體、傳感器、放大電路等設(shè)備，器件會發(fā)生時間漂移和溫度漂移，造成計量不準(zhǔn)。本系統(tǒng)采用定時中斷方式，實現(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。
