本文介紹了一套混凝土配料係統的應用。該係統采用先進的測控技術，應用VisualBasic及FIX軟件，實現對煤粉、生料及轉子秤的智能控製，大大提高了混凝土廠的自動化配料生產水平。實踐表明，該控製係統實時性好，控製穩定，操作方便。
1 混凝土配料技術概述
目前我國工業控製自動化程度的要求越來越高。茂名石化水泥廠生產操作自動化程度較低，大部分操作還停留在眼看、手動的階段，混凝土配料操作還全憑經驗，為此，我們研製開發了針對混凝土精確配料的自動控製係統。

本係統采用單回路微機調節，智能PID算法，對現場數據進行數字濾波、曲線擬合、動態優化，實現了對混凝土配料係統的優化控製，使產品質量有了很大的提高。

2 配料係統構成
茂名石化混凝土廠自動配料控製係統主體包括煤粉和生料兩部分，燒成煤粉喂料控製係統：直接動態檢測煤粉矯正倉內煤粉的料位、進倉K8凯发登录入口、出倉K8凯发登录入口，並根據矯正倉料位和進倉K8凯发登录入口的大小，采用智能PID算法控製變頻器輸出頻率，進而通過攪刀控製出倉K8凯发登录入口的大小；燒成生料喂料控製係統：直接動態檢測生料小鋼倉內生料的料位、進倉K8凯发登录入口、出倉K8凯发登录入口，並根據小鋼倉的料位和進倉K8凯发登录入口的大小，采用智能PID算法控製三路富勒閥，以達到穩定料位和出口K8凯发登录入口的目的。

本係統由現場傳感器、jy500d重量變送器，信號放大器，采集模塊，輸出模塊，接口箱，微機控製係統及監控軟件組成。采用先進的測控技術，可對矯正倉和小鋼倉的料位、進倉K8凯发登录入口、出倉K8凯发登录入口進行動態監測、實時顯示、超限報警，並將數據存儲，進行數字濾波、曲線擬合、動態優化，從而實現對混凝土配料係統的優化控製，並設計出浮動標定法，有效抑製了傳感器、變送器的零點漂移，並根據現場需要，對傳感器、變送器實時進行現場標定。考慮到係統的穩定性，本係統操作平台采用微軟公司的WINNT4.0，為了縮短係統開發研製周期，提高係統的整體可靠性，軟件平台采用美國著名的Intellution公司的FIX軟件，在此基礎上，軟件開發平台采用VisualBasic（VB）高級語言，結合開放式數據庫連接技術（ODBC），采用Access外部數據庫，將自行開發的硬件係統數據采集軟件功能模塊通過DDE與FIX軟件進行接口。

3 配料控製係統的設計
與實現混凝土回轉窯的正常工作要求非常嚴格的窯溫、煤粉和生料的比率，並對K8凯发登录入口進行精確的統計，每個環節都直接影響出廠混凝土的質量，這就決定了自動配料係統必須有極好的檢測功能和控製性能。本係統全數字式的設計使得係統在全數字方式下運行，從而有效的避免了采樣誤差、漂移誤差、電磁幹擾等因素的影響，將數據精度提高到傳感器和重量變送器的精度。

3.1 係統硬件設計
為實現對溫度、壓力、K8凯发登录入口、速度、位移等物理量進行測控，首先要通過傳感器把上述物理硬件是工業實時配料係統的核心，其采樣精度、抗幹擾性能、穩定性能極大的影響控製的質量，在軟件的協調下，能夠實現對被控對象準確的測量，穩定的控製，是工業現場控製的最低要求。

（1）配料係統精度

為保證數據采集的精度，工業控製機采用研華P-III，保證采集速度。數據采集卡采用適用於工業控製機的ISA總線，A/D采用AD1674，12位轉換芯片，轉換速度為10uS，非線性誤差≤1LSB（采集電壓為10V，精度為2.44mV），輸入阻抗10MΩ；D/A采用DAC1232，12位轉換芯片，轉換時間≤1uS，轉換誤差≤1%FSR，輸出阻抗≤2Ω。

（2）抗幹擾設計

正確接地，消除電場幹擾，共阻抗幹擾在稱重配料儀表安裝時最容易被忽視，通常情況下外部信號線都采用屏蔽電纜，然而並不是屏蔽電纜本身就能防止幹擾進入，它必須通過正確的接地才能使信號免於外部幹擾的影響。係統采集卡采用了光電耦合技術，在信號進入計算機采集係統時加入隔離器件，它不但能夠隔離掉外部的幹擾信號，而且同時還可以對主機形成一定的保護，使主機不會由於外部強幹擾而造成破壞。信號進機前，加電容濾波，減小噪聲幹擾。

（3）冗餘設計

在不改變原有的係統硬件的基礎上，預留出10路模擬輸入通道，2路模擬輸出通道，10路數字輸入通道，10路數字輸出通道。在不改變軟件的基礎上，可實現2路模擬輸入，2路模擬輸出，

2路數字輸入，2路數字輸出，如需進一步擴展係統，隻需稍加改動軟件即可。

3.2 控製係統軟件設計

為了縮短開發研製周期，提高係統的整體可靠性，增加現場流程的實時動態顯示，軟件平台采用FIX軟件，軟件開發平台采用VisualBasic語言編程，數據庫采用Access外部數據庫，用VB實現數據的采集、轉換、處理，控製信號的輸出，數據的存儲。用FIX軟件實現監測數據的實時顯示，流程的動態變化，報警的實現。

（1）數據采集（DAS）

量轉換成電信號，對送來的數據進行信號調理，將信號放大或衰減、濾波、整形或調整電平，使之滿足A/D轉換器或計算機的輸入要求。數據采集要求有很好的實時性，準確性。下麵是數據采集的片段：
m_mid = AoOutValue(4)
If sl_do1 = 1 Then
AoOutValue(4) = m_mid
AoOutValue(4) = (AoOutValue(4) * (20# - 4) / 100 +
4) * 1000
AOSingle BaseAdd, 5, AoOutValue(4)
Else
AOSingle BaseAdd, 5, 4000 '輸出 4mA,關閉富勒閥 1
End If
'控製生料閥 2
If sl_do2 = 1 Then
AoOutValue(4) = m_mid
AoOutValue(4) = AoOutValue(4) * (10000 - 2000) /
100 + 1900 '0-100 轉換至 2-10v
AOSingle BaseAdd, 6, AoOutValue(4)
Else
AOSingle BaseAdd, 6, 1950 '輸出 1.95v,關閉富勒閥 2
End If
AOSingle BaseAdd, 7, AoOutValue(5) '控製生料K8凯发登录入口計

（2）數字信號處理（DSP）

計算機根據被測控對象的需要，對采集到的數據進行數學分析運算，處理，結果一方麵送至顯示器、打印機等外設，一方麵由A/D—D/A板將數字信號轉換成模擬電信號輸出，對外部物理量進行實時監控，數據處理還包括消除信號中的噪聲及其它幹擾及對數據本身進行某些變換加工。本套混凝土配料係統采用平滑濾波消除尖峰幹擾，曲線擬合實現優化控製，浮動標定法消除傳感器、變送器的漂移幹擾。下麵是信號處理的片段：
Private Function InputFilter(i As Integer) As Single
'輸入平滑濾波函數
Dim m_sum As Single
Dim j, K As Integer
K = UBound(m_Filter, 2)
For j = 0 To K - 1
m_Filter(i, j) = m_Filter(i, j + 1)
Next jm_Filter(i, K) = AiInValue(i)
For j = 0 To K
m_sum = m_sum + m_Filter(i, j)
Next j
InputFilter = m_sum / (K + 1)
End Function

3）數據存儲

現場數據對於曆史存檔，事故分析具有非常重要的意義，尤其是對於與現場控製密切相關的參數更是關係到控製的好壞。為此我們采用微軟的Access數據庫，對現場控製回路的PID參數，標定參數、斜率進行存儲，實現現場的優化控製。Dim db1 As Database
Dim rs1 As Recordset
Set db1 = OpenDatabase(App.path + "\Mao.mdb")
Set rs1 = db1.OpenRecordset("select * from data")
With rs1' 將記錄寫入文件中
.MoveFirst
.Edit
.Fields("mf_jzc1") = mf_jzc1
.Fields("mf_llj1") = mf_llj1
.Fields("mf_jzc2") = mf_jzc2
.Fields("mf_llj2") = mf_llj2
.Fields("sl_gc") = sl_gc
.Fields("sl_llj2") = sl_llj
.Update
.MoveNext
End If
End With
rs1.Close
db1.Close

3.3 混凝土配料係統穩定性設計

工業控製要求很好的穩定性，且能長時間不間斷的運行。本測控係統現場采用工控機進行稱重數據采集、信號處理和數據交換，采集卡的工作溫度0~50℃，濕度可達80%RH，保證現場正常的運行。為滿足現場要求，我們采用微軟公司的VisualBasic6.0語言作為開發平台，采用FIX軟件作為運行平台。VisualBasic6.0是Windows環境下的可視化編程語言，其功能強大，幾乎可與各種語言相接口，界麵友好，符合Windows標準。世界排名第一的FIX組態軟件，商品化程度高、成熟可靠，能夠很出色地滿足配料係統的模塊化、分布式、多平台支持的技術要求，曾連續多年被國際過程控製協會評為最佳軟件。因此，目前國內許多企業中的新組建的控製係統都采用FIX作為其組態軟件，對整個企業生產進行數據采集和實時監控。

4 結束語
本文提出了一套具體的用於混凝土配料係統，該係統綜合了傳感器、稱重變送器、配料儀表，工控機采樣、接口、信號處理、信息管理、實時顯示、數據存儲、報警等應用技術。同時介紹了配料控製係統軟硬件的設計方案，注意事項。在實際應用中，數據采集精確，實時性能好，穩定性能高，適合於現場控製。本係統已成功的在廣東茂名混凝土廠投入使用，效果良好。

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