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本文介紹了一種料斗秤水泥微機(jī)配料控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和RS485現(xiàn)場(chǎng)總線而設(shè)計(jì)的。首先介紹了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想，然后具體介紹了配料系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。配料軟件采用模塊化方法使用VC++編制。實(shí)際運(yùn)行表明，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)使用方便，人機(jī)界面友好，具有良好的控制效果。

1，水泥的生產(chǎn)工藝與配料
在水泥的生產(chǎn)工藝過(guò)程中，決定水泥質(zhì)量的關(guān)鍵因素是水泥的生料、熟料的配比，由于生產(chǎn)水泥配料的方法的多樣性和組成的差異性的存在，人工方法無(wú)法快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的控制配料過(guò)程，因此采用人工配料方法生產(chǎn)的水泥質(zhì)量難以得到保證。目前國(guó)內(nèi)仍有許多中小型水泥廠采用人工配料或半自動(dòng)化配料，嚴(yán)重影響了水泥的質(zhì)量和產(chǎn)量，而一些現(xiàn)有的微機(jī)配料系統(tǒng)由于設(shè)備技術(shù)落后面臨更新?lián)Q代。因此開(kāi)發(fā)適合中小水泥廠的新一代微機(jī)配料系統(tǒng)具有廣泛的市場(chǎng)需求，并將為水泥企業(yè)帶來(lái)較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

水泥微機(jī)配料系統(tǒng)要求能夠適應(yīng)惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，運(yùn)行穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，計(jì)量準(zhǔn)確，有數(shù)據(jù)加工處理能力。采用一系列新技術(shù)，新思想，例如采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和智能模塊構(gòu)成新型微機(jī)配料系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性。新型微機(jī)配料系統(tǒng)應(yīng)具有成本低廉，可靠性高，易于使用和維護(hù)等特性，從而容易為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員接受，便于廣泛推廣和應(yīng)用。此外工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向是全廠的自動(dòng)化控制與管理，新型微機(jī)配料系統(tǒng)組成的全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以解決自動(dòng)化孤島的問(wèn)題。

料斗秤水泥配料系統(tǒng)，具有靜態(tài)計(jì)量準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。本文以料斗秤為例，介紹了一種基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和RS485總線通訊方式的水泥微機(jī)配料系統(tǒng)。

2，微機(jī)配料系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1，設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

1)利用先進(jìn)、有效的智能稱重控制技術(shù)開(kāi)發(fā)研制出高品質(zhì)、新一代的水泥智能配料系統(tǒng)，不斷提高我國(guó)水泥配料設(shè)備的檔次和生產(chǎn)管理水平，促進(jìn)我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的提高。

2)利用最新的工業(yè)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一種高性能、高可靠、低成本的自動(dòng)化系統(tǒng)。

3)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和硬件設(shè)備的選型充分考慮整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)放性和可移植性，保證系統(tǒng)具有良好的規(guī)模伸縮性，以便于不同規(guī)模水泥窯進(jìn)行配料系統(tǒng)的實(shí)施，逐步實(shí)現(xiàn)全廠的生產(chǎn)與管理綜合自動(dòng)化。

2.2，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

為了保證水泥微機(jī)配料系統(tǒng)的通用性、先進(jìn)性，達(dá)到高性能價(jià)格比、系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的目標(biāo)，采用以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

1）采用通用型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和RS485現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理、控制和輸出。

2）模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，通用性強(qiáng)、維護(hù)方便、可擴(kuò)展性強(qiáng)；

3）基于豐富的PC軟件，使料斗秤控制器應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)周期短；

4）可靠的接地并附加信號(hào)調(diào)理及隔離模塊保證信號(hào)的穩(wěn)定；

5）嚴(yán)格的測(cè)試程序保證系統(tǒng)的可靠性。

2.3，系統(tǒng)功能

1）顯示臺(tái)時(shí)、配比、料給量、料重、信號(hào)和累計(jì)量，對(duì)班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量和年產(chǎn)量進(jìn)行自動(dòng)累計(jì)；

2）工況圖動(dòng)態(tài)顯示，如電振機(jī)的振動(dòng)，電機(jī)的開(kāi)關(guān)門，出料。動(dòng)作過(guò)程真實(shí)生動(dòng)，且有文字提示；

3）數(shù)據(jù)編輯的功能：輸入臺(tái)時(shí)、配比、系數(shù)；

4）自動(dòng)識(shí)別缺料、卡秤，故障自動(dòng)報(bào)警并全線自動(dòng)停機(jī)，屏幕指示故障內(nèi)容；

5）計(jì)算機(jī)輔助標(biāo)秤功能，操作方便準(zhǔn)確可靠；

6）計(jì)算精度：0.5%；

7）微機(jī)控制1-8路；

8）方便的手動(dòng)控制功能，可進(jìn)行單路上料的控制；

9）信號(hào)檢測(cè)采用RS485總線傳輸，傳輸距離可達(dá)1.2公里；

10）微機(jī)配料稱與廠級(jí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。

3，配料系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
料斗秤微機(jī)配料系統(tǒng)的組成如圖1所示。該系統(tǒng)由3級(jí)兩個(gè)層次組成。稱重傳感器和執(zhí)行器及信號(hào)變換模塊構(gòu)成第1級(jí)——檢測(cè)及驅(qū)動(dòng)；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成第2級(jí)——現(xiàn)場(chǎng)控制；管理計(jì)算機(jī)為第3級(jí)——車間管理、廠長(zhǎng)管理。第1級(jí)和第2級(jí)組成了基礎(chǔ)自動(dòng)化層，第3級(jí)為管理自動(dòng)化層。監(jiān)控計(jì)算機(jī)與管理計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)，管理人員可以隨時(shí)在網(wǎng)上查看現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息。

3.1，稱重信號(hào)變換

A/D變換采用IOM4017模塊，D/O變換采用IOM4050模塊，其中電磁振動(dòng)給料機(jī)由一塊IOM4050控制，開(kāi)門電機(jī)由一塊IOM4050控制。IOM4017和IOM4050模塊是自主開(kāi)發(fā)的A/D和D/O轉(zhuǎn)換模塊，具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。它只需二根導(dǎo)線通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)即可與控制主機(jī)相互通訊。使用多個(gè)模塊可以方便的構(gòu)成RS485分布式的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可串接255個(gè)模塊，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換即可連到控制計(jì)算機(jī)。

3.2，RS485總線

RS485是一種半雙工傳輸?shù)耐ㄓ嵖偩€，只有兩條信號(hào)線，一條為信號(hào)線正，一條為信號(hào)線負(fù)，分別標(biāo)為A和B，或DATA+、DATA-。RS485采用差分傳輸，最大傳輸距離為1.2Km米。模塊連接時(shí)總線的信號(hào)正與各個(gè)模塊的DATA+相接，總線的信號(hào)負(fù)與模塊的DATA-相接。

4，軟件設(shè)計(jì)
VisualC++是為開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序而創(chuàng)建的一種循序漸進(jìn)的編程工具。它的高性能及高度集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可使用戶方便地創(chuàng)建和調(diào)試Windows應(yīng)用程序。與VisualBasic相比，VisualC++具有高效、高可靠的特點(diǎn)，是編寫微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)選軟件之一。本系統(tǒng)采用VisualC++編寫。微機(jī)配料系統(tǒng)采用單文檔界面，使用靜態(tài)鏈接庫(kù)，形成一個(gè)可執(zhí)行文件。
4.1，料斗秤微機(jī)配料流程

開(kāi)始關(guān)門測(cè)量零位，計(jì)算給定量：上次剩余=上次稱料重-零位-配料給定量本次給定=設(shè)定給定量+上次剩余上料延時(shí)停留稱料重開(kāi)門

4.2，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

監(jiān)控的“實(shí)時(shí)”要求由定時(shí)器方法實(shí)現(xiàn)，定時(shí)時(shí)間為0.5秒。每個(gè)周期完成數(shù)據(jù)通訊、輸入輸出檢測(cè)、控制算法、輸出刷新、報(bào)警輸出、畫面顯示操作。數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)采用多線程。命令及數(shù)據(jù)的輸入由Windows操作系統(tǒng)提供的命令及數(shù)據(jù)輸入方法實(shí)現(xiàn)。菜單功能實(shí)現(xiàn)命令輸入，如運(yùn)行、暫停、打印等，對(duì)話框用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入。

4.3，系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

該界面使用位圖進(jìn)行工況圖的顯示，通過(guò)周期調(diào)用不同畫面產(chǎn)生動(dòng)畫效果，表現(xiàn)工況圖的動(dòng)畫效果。

5，系統(tǒng)的使用效果
本文創(chuàng)新點(diǎn)：基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和RS485現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理、控制和輸出，構(gòu)成了一種具有高性價(jià)比的料斗秤水泥微機(jī)配料系統(tǒng)；采用局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與管理計(jì)算機(jī)間的通訊；系統(tǒng)軟件采用模塊化方法使用VC++編制。實(shí)際運(yùn)行表明，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)使用方便，人機(jī)界面友好，具有良好的控制效果。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)可用于失重秤、調(diào)速秤、皮帶秤等微機(jī)配料系統(tǒng)，在微機(jī)配料方面具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

 

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