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1 前 言
現(xiàn)代化的陶瓷工業(yè)企業(yè)對(duì)于原料的要求是十分嚴(yán)格和重視的。其原因在于：①原料是生產(chǎn)制品的基礎(chǔ)，其質(zhì)量高低和穩(wěn)定性會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)過程和制品的最終質(zhì)量和生產(chǎn)水平； ②直接影響到是否能發(fā)揮先進(jìn)的、現(xiàn)代化的技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝的有效作用。
現(xiàn)代陶瓷工業(yè)生產(chǎn)對(duì)原料的要求必定走標(biāo)準(zhǔn)化、 專業(yè)化、 商業(yè)化的道路。原料的精選、 精制的目的就是由專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)原料進(jìn)行綜合性的開采、開發(fā)和利用， 去除原料中有害雜質(zhì)， 將各種原料按一定配制比例使其在化學(xué)組分、礦物組分和顆粒組分上達(dá)到生產(chǎn)工藝的質(zhì)量要求，穩(wěn)定地供應(yīng)給用戶。配料失誤會(huì)給整個(gè)生產(chǎn)釀成事故，所以應(yīng)對(duì)配料過程的質(zhì)量控制給予足夠重視，配料自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用可以提高配料質(zhì)量，也大大減輕了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 提高了生產(chǎn)率。
2稱重配料系統(tǒng)
陶瓷原料在進(jìn)行配料前， 經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：
利用稱重儀表組成的配料系統(tǒng)如圖 . 所示。其原理如下：首先根據(jù)配制比例設(shè)定各物料的加量值，由配料控制器順序執(zhí)行各種物料的加料，通過稱重儀表檢測(cè)此物料的加入量直到此物料加量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉此物料的進(jìn)料閥門，完成此物料的加量后進(jìn)入下一種物料的加入過程，直到所有的物料按照設(shè)定加量值加量完畢結(jié)束配料。
此系統(tǒng)的關(guān)鍵在于配料控制器，控制器根據(jù)稱重儀表的值來進(jìn)行控制。系統(tǒng)稱重過程要求物料連續(xù)輸入， 一次關(guān)斷， 投入的料正好是所要求的值 （誤差≤0.5%）， 因此， 對(duì)進(jìn)料閥門的控制必須精確。當(dāng)進(jìn)料閥門關(guān)閉時(shí)，從出料口到料斗底部的一段“飛流量” 尚未落下，所以必須預(yù)測(cè)補(bǔ)償。下面介紹帶預(yù)測(cè)補(bǔ)償功能的配料控制器的組成與原理。
3 配料控制器
3.1 配料控制器硬件設(shè)計(jì)原理
硬件原理圖的左邊部分完成對(duì)重量信號(hào)的測(cè)量及對(duì)進(jìn)料閥門的控制。物料重量經(jīng)高精度傳感器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)， 在測(cè)量單元中經(jīng)過前置放大、 阻容濾波及后級(jí)放大后進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，最后進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)。
原理圖右邊部分完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的測(cè)量，它由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和狀態(tài)傳感器組成。這個(gè)環(huán)節(jié)能把配料過程中原料的狀態(tài)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)等信息反饋給單片機(jī)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的故障信息及時(shí)反饋出來。
3.2 動(dòng)態(tài)測(cè)量過程的數(shù)學(xué)模型
設(shè)進(jìn)料閥門關(guān)閉瞬間稱重儀表的讀數(shù)為 Y1 ，但從出料口到料斗底部的一段 “飛流量” 尚未掉下， 因此，Y1 與實(shí)際進(jìn)量 Y2 不相同。設(shè) Y1－Y2＝△y,△y是一個(gè)無法測(cè)量的值。如要使Y2等于定量值Y， 則必須預(yù)先估計(jì)△y，因此提出以下動(dòng)態(tài)估計(jì)△y 值的模型。
首先考慮△y為不變或緩變的情況。 假定第 i次稱重的誤差為δi， 則 δi=Y1-Y 此時(shí)利用多次δi的統(tǒng)計(jì)值來修正△y。
其次考慮物流突變的情況， 利用本周期 mi和上周期mi-1 的相對(duì)變化△mi （△mi = mi－mi-1 ） , 來修正△y ：
利用上式估計(jì)出的△y 值完全適應(yīng)物流變化，這一模型編程方便， 效果明顯。
3.3 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件共分為三個(gè)主要模塊， 系統(tǒng)稱重過程控制作為主程序模塊， 兩個(gè)主要子程序模塊分別為動(dòng)態(tài)測(cè)量模塊和狀態(tài)自檢模塊。 主程序模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)子程序模塊的調(diào)用， 狀態(tài)自檢模塊能夠進(jìn)行狀態(tài)測(cè)量及狀態(tài)信息的顯示。
4 本系統(tǒng)特點(diǎn)
經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用，利用稱重儀表實(shí)現(xiàn)配料自動(dòng)化有很多優(yōu)點(diǎn)。
4.1 實(shí)現(xiàn)質(zhì)量倍比
稱重儀表測(cè)量的是物料的重量，而重量與質(zhì)量成正比，所以稱重配料系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)各物料的質(zhì)量比例配料， 比體積計(jì)量更優(yōu)越。
4.2系統(tǒng)誤差小
所有物料的加量都是通過同一臺(tái)稱重儀表進(jìn)行檢測(cè)， 并且各物料的加量控制是靠稱量值的前后差值計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。即使稱重儀表的零點(diǎn)產(chǎn)生漂移，其用差值表示的加量仍是準(zhǔn)確的，也就保證了配比正確。
當(dāng)儀表的零點(diǎn)和量程同時(shí)發(fā)生變化后，設(shè)稱重儀表輸入輸出的關(guān)系為y=kx，H1,H2兩種物料之間的配制比例為A，
可見儀表的零點(diǎn)、 量程即使同時(shí)改變后， 稱重系統(tǒng)仍可實(shí)現(xiàn)H1、H2之間準(zhǔn)確的配制比例， 從而保證了生產(chǎn)的安全。
5、結(jié)束語(yǔ)
預(yù)測(cè)補(bǔ)償動(dòng)態(tài)稱重配料自動(dòng)系統(tǒng)的使用， 提高了陶瓷行業(yè)自動(dòng)化水平， 表現(xiàn)出性能可靠， 抗干擾性強(qiáng)， 精度高， 易擴(kuò)展， 安裝調(diào)試方便， 有效克服零漂、振動(dòng)、 落差等對(duì)稱重精度和速度的影響。

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