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自動配料集散型控制系統(tǒng)研究設(shè)計
一般來說，配料種類多，配料成分隨供貨渠道的變化而變化，配合料的質(zhì)量指標(biāo)隨工藝要求也經(jīng)常變化，故各單種物料的配合比例需根據(jù)生產(chǎn)狀況的變化而不斷改變。在配料過程中，環(huán)境溫度、濕度會引起物料的粘度、比重、粒度發(fā)生變化，嚴(yán)重影響下料精度。然而，配料工藝對每種物料的下料速度和精度要求嚴(yán)格，全線配料速度和精度也要求高。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化程度要求越來越高，原有的生產(chǎn)配料裝置遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動化的需要。減輕勞動強(qiáng)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(jì)效益是企業(yè)生產(chǎn)必須面臨的重大問題。因此，作為一套完整的自動配料系統(tǒng)應(yīng)該完成各種工藝條件下合適配比的求得，并按照求得的配比準(zhǔn)確配料。
1.1 系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域
該系統(tǒng)可用于對多種散裝物料按預(yù)定的配比進(jìn)行自動連續(xù)的流量控制的場合，例如石油、化工、冶金、紡織、制藥、煙草、機(jī)械加工、建材、市政建設(shè)等行業(yè)的散狀物料配料的工藝控制。
2 自動配料系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成(以某鋼廠7臺配料秤為例)
電子皮帶秤（自動將皮帶輸送機(jī)上流過的散裝物料進(jìn)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(jī)、7臺自動皮帶輸送機(jī)（內(nèi)嵌電子皮帶秤）、7臺現(xiàn)場操作盤、1臺儀表控制柜（內(nèi)嵌EMC1495電腦積算儀和AI-808智能調(diào)節(jié)器等）、1臺動力控制柜、1臺低壓開關(guān)柜、2臺變頻器柜、1臺工業(yè)控制微型計算機(jī)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
系統(tǒng)運(yùn)行時，下料控制主要是通過電子配料皮帶秤對圓盤給料機(jī)輸送的物料進(jìn)行計量，由控制儀表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，并將累計值、瞬時流量信號由RS-485口傳送給工業(yè)控制機(jī)（上位機(jī)）、以4～20mA模擬電流信號傳送給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器將該信號與內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算后， 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(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)流量增大時，降低圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，反之提高圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使得幾種物料的流量和階段累計量均保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而得到可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2.2 系統(tǒng)工作原理
（1）集中控制
工控機(jī)作為上位機(jī)，通過RS485接口與電腦積算儀和人工智能調(diào)節(jié)器進(jìn)行雙向通訊，并通過RS232接口與動力控制柜中的PLC進(jìn)行雙向通訊，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(jī)端設(shè)定參數(shù)，啟停設(shè)備，并對整個配料系統(tǒng)運(yùn)行狀況集中監(jiān)控和生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中管理，打印報表。同時工控機(jī)還留有一個RS485雙向通訊接口，以備與其它工控機(jī)通訊。
（2）分散控制
脫離工控機(jī)，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，即使系統(tǒng)進(jìn)行自動工作;也可通過手動方式（就地或遠(yuǎn)程控制）使系統(tǒng)進(jìn)行工作。
2.3 系統(tǒng)性能特點(diǎn)
（1）系統(tǒng)的可靠性高
采用集散控制可使系統(tǒng)進(jìn)行如下工作:手動工作;就地工作;脫離工控機(jī)后在智能控制儀表的支持下自動工作;上位機(jī)控制自動工作及由上位機(jī)通過串口向下位機(jī)送入設(shè)定配方參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動工作，從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。
（2）產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益好
根據(jù)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)及工藝要求，通過自動控制系統(tǒng)和自動計量設(shè)備，整過生產(chǎn)過程中，可保證每種物料均在較高精度下進(jìn)行運(yùn)行（單機(jī)精度可達(dá)0.5%），進(jìn)而保證混合物料的精度（系統(tǒng)精度可達(dá)1.0%），從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量，增加生產(chǎn)效益。
（3）生產(chǎn)過程的處理能力強(qiáng)
根據(jù)生產(chǎn)過程的需要，在工控機(jī)內(nèi)修改相應(yīng)參數(shù)，即可滿足不同工礦的需要，使系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)過程的能力大大提高。
（4）節(jié)約能源
系統(tǒng)動力部分的電機(jī)功率有11KW×7=77KW（以7臺11KW電機(jī)計算），采用變頻器進(jìn)行控制，功率大約為40 KW大左右，大大節(jié)約能源。
（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(jī)的工作方式，而且能對生產(chǎn)過程中的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和控制，可減少現(xiàn)場操作人員的數(shù)量。同時由于全面實(shí)現(xiàn)自動化，有助于生產(chǎn)管理人員進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析和趨勢預(yù)測，從而大大提高工作效率和生產(chǎn)管理水平。
（6）優(yōu)化環(huán)境
系統(tǒng)采用變頻控制，大大降低環(huán)境的燥聲污染、減少動力啟動對電網(wǎng)的沖擊，整套設(shè)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。
3.其它功能
自動配料集散型控制系統(tǒng)還提供了許多輔助功能。
（1）實(shí)時故障報警。設(shè)有配煤槽料位高限、低限報警，堵料報警，皮帶秤、給料機(jī)故障報警和誤操作報警。當(dāng)配煤槽發(fā)生堵料時，自動開啟空氣炮以消除堵料，三次開啟仍不能消除時，發(fā)出聲光報警信號，提醒操作人員及時處理。
（2）過程數(shù)據(jù)管理。建立了實(shí)時數(shù)據(jù)庫，能方便地查詢生產(chǎn)過程中任一指定時間段內(nèi)的過程數(shù)據(jù)與歷史曲線，并定時輸出每班報表。
（3）多級后備。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，設(shè)立了多級后備功能。由操作人員根據(jù)故障等級，通過切換開關(guān)一級一級地切入后備，切換到最底層時為手動控制狀態(tài)。

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