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一、前言

    國內(nèi)各燒結(jié)廠大多采用智能電子螺旋秤進(jìn)行生石灰配料，較好地滿足了生產(chǎn)的要求。

    二、智能電子螺旋秤結(jié)構(gòu)和工作原理

    （一）智能電子螺旋秤結(jié)構(gòu)

    螺旋秤由稱量框架、荷重傳感器、SA201 積算儀，速度傳感器及螺旋給料機(jī)、星形卸灰閥及連接固定機(jī)構(gòu)、軟連接機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、機(jī)架等部分組成。電子螺旋秤結(jié)構(gòu)示意圖如圖1：

（二） 電子螺旋秤的測量原理

    物料由進(jìn)料口經(jīng)葉輪螺旋輸送至落料口時(shí)，安裝于螺旋輸送機(jī)下面的稱重裝置(由稱重杠桿、十字簧片、稱重傳感器等組成)，檢測到物料的重量并產(chǎn)生一個正比于稱重載荷的電壓信號送入動態(tài)稱重儀表，同時(shí)由安裝于螺旋輸送機(jī)尾部的速度傳感器將輸送機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速信號輸入，兩種信號經(jīng)動態(tài)稱重儀表處理，運(yùn)算出瞬時(shí)流量和累積重量值。

    如果螺旋運(yùn)輸機(jī)以勻速v 傳送生石灰，螺旋葉片間的物料一般是不均勻的，所以時(shí)間T 內(nèi)的總輸送量為T：

其中：q(t) 為單位長度皮帶上的瞬時(shí)物料重量；v(t)為皮帶的瞬時(shí)運(yùn)行速度。

    只需測出q(t)和v(t)，便可得出時(shí)間內(nèi)的物料總重。

三、自動配料系統(tǒng)的構(gòu)成

    （一）系統(tǒng)主要組成

    本自動配料系統(tǒng)采用PLC 控制技術(shù)，其核心控制是" 螺旋秤- 稱重模塊-PLC- 變頻器" 形成的閉環(huán)控制，主要設(shè)備由智能電子螺旋秤、Modicon TSX Premium 稱重模塊、高速計(jì)數(shù)模塊Modicon TSX CTY41、Quantum PLC、施奈德變頻調(diào)速控制器、系統(tǒng)軟件CONCEPT2.6、組態(tài)軟件IFIX3.5 以及上位機(jī)等組成。配料室控制模式如圖3：

    流量就是一定時(shí)間內(nèi)皮帶上走過的物料量。電子螺旋秤稱量的是瞬時(shí)流量，上位機(jī)給出的是設(shè)定流量，二者在實(shí)時(shí)計(jì)量中有所偏差。在流量實(shí)際控制中采用工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛的PID 調(diào)節(jié)，根據(jù)流量偏差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制，控制量輸入和輸出（誤差）之間的關(guān)系在時(shí)域中可用公式表示如下：

    公式中e(t)表示誤差、控制器輸入，u(t)是控制器的輸出，kp為比例系數(shù)，Ti 為積分時(shí)間常數(shù)，Td 為微分時(shí)間常數(shù)。

（二）稱重模塊、PLC、變頻器之間的通訊

    Modbus plus(即MB+)總線協(xié)議是由美國Modicon Inc.開發(fā)設(shè)計(jì)的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，適用于建立工業(yè)實(shí)時(shí)控制局域網(wǎng)。典型的應(yīng)用包括過程控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測、程序上傳/ 下載、遠(yuǎn)程編程、連接操作員接口及主計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集。(1) PLC：由于Modicon 公司的Quantum 系列PLC 支持Modbus、Modbus plus、遠(yuǎn)程I/O、Ethernet、Interbus、LonWorks等多種網(wǎng)絡(luò)連接，且其CPU 模塊上一般都集成了Modbus 和MB+ 兩個通信端口，故選用該系列PLC(可節(jié)省一通訊模塊)。(2) 變頻器：施耐德變頻器ATV58 系列提供了3 種通訊功能：a)集成在本機(jī)上的Mobdbus 協(xié)議接口(一般用于連接操作面板)。b) 通過附加通訊卡實(shí)現(xiàn)的高速通訊接口(如FIFO、Modbusplus、Interbus-s、AS-I、Profibus 等)。(3) 上位機(jī)：采用研華工業(yè)控制微機(jī)，并安裝運(yùn)行WindowsNT 下的FIX 實(shí)時(shí)監(jiān)控組態(tài)軟件作為監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺。該計(jì)算機(jī)通過MB+ 網(wǎng)絡(luò)適配器SA85 與MB+ 網(wǎng)絡(luò)通訊。

    （三）軟件配置

    IFIX 3.5 軟件是運(yùn)行于WIN2000 以上的操作平臺上的真正的32 位應(yīng)用程序，使用其內(nèi)建的強(qiáng)大且實(shí)用的各種功能、經(jīng)過開發(fā)人員的豐富的想象和精心制作，使最終的用戶程序十分貼切的滿足應(yīng)用現(xiàn)場對上位機(jī)系統(tǒng)的各種監(jiān)視、控制和管理方面的實(shí)際要求，并在顯示、控制及通訊的速度、實(shí)時(shí)性和兼容性等方面都有優(yōu)秀的表現(xiàn)。

    四、結(jié)束語

    某燒結(jié)廠自動配料系統(tǒng)采用智能電子螺旋秤控制方案后，經(jīng)長期生產(chǎn)證明，大大提高了配料精度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)管理，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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［2］黃金鳳，李占賢.基于現(xiàn)場總線的微機(jī)配料系統(tǒng)［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用.2002,21(3),35-36.

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