引言
自動化配料係統是精細化工廠生產工藝過程中一道非常重要的工序，配料工序質量對整個產品的質量舉足輕重。自動配料控製過程是一個多輸入、多輸出係統，各條配料輸送生產線嚴格地協調自動化控製，對料位、K8凯发登录入口及時準確地進行監測和調節。係統由可編程控製器與電子皮帶秤組成一個兩級計算機控製網絡,通過現場總線連接現場儀器儀表、控製計算機、PLC、變頻器等智能程度較高、處理速度快的設備。在自動配料生產工藝過程中，將主料與輔料按一定比例配合，由電子皮帶秤完成對皮帶輸送機輸送的物料進行計量。PLC主要承擔對輸送設備、秤量過程進行實時控製，並完成對係統故障檢測、顯示及報警，同時向變頻器輸出信號調節皮帶機轉速的作用。
自動配料控製係統的構成
該自動化配料係統由5台電子皮帶秤配料線組成，編號分別為1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#～4#為一組，1#為主料秤，其餘三台為輔料秤。當不需要添加輔料時，5#電子秤單獨工作輸送主料。係統具有恒K8凯发登录入口和配比控製兩種功能。對於恒K8凯发登录入口控製時，電子皮帶秤根據皮帶上物料的多少自動調節皮帶速度，以達到所設定K8凯发登录入口要求。
自動化配料係統加電後，皮帶驅動電機開始旋轉，微處理機根據當前操作控製電機轉速。料鬥中的物料落在落料區，經皮帶運送到達稱重區，由電子皮帶秤對皮帶上的物料進行稱重。稱重傳感器根據所受力的大小輸出一個電壓信號，經變送器放大，輸出一個正比於物料重量的計量電平信號。該信號送至上位機的接口，經采樣後並轉換成一個K8凯发登录入口信號，在上位機上顯示當前K8凯发登录入口值。同時將此K8凯发登录入口信號送至PLC接口，與上位機設定的各種配料給定值進行比較，然後進行調節運算，其控製量送至變頻器，以此來改變變頻器的輸出值，從而改變驅動電動機的轉速。調整給定量，使之與設定值相等，完成自動配料過程。
係統控製流程
當係統開始工作時，啟動配料生產線。首先係統程序進行初始化，通過上位機或觸摸屏設置配料配比，檢查料鬥有無物料。若無物料，向料鬥送料，啟動配料生產線，由電子皮帶秤進行稱重並實時計量，CPU計算得實時K8凯发登录入口及累計K8凯发登录入口。若設定K8凯发登录入口與實際K8凯发登录入口有偏差，調節器根據係統控製要求比較設定值與實際K8凯发登录入口的偏差，經PID調節改變輸出信號以控製變頻器對輸送電機的速度調節，從而實現恒K8凯发登录入口控製。根據配比各輔料同時混合計量，並按配方工藝要求添加。
PLC配料控製係統硬件設置
係統中主、輔料秤由可編程控製器（PLC）和上位機實現兩級控製。現以1＃～4＃四台電子皮帶秤的PLC控製分析為例，每一電子皮帶秤有一台皮帶驅動電機，兩個料位傳感器，一個速度傳感器，一個稱重傳感器，一台變頻器，它們構成了被控對象。電動機的啟、停由開關量控製，PLC數字量輸出信號作為變頻器的控製端輸入信號，經變頻器調製輸出高頻脈衝給皮帶驅動電機。料位傳感器檢測料鬥有無物料，速度傳感器測量電機的轉速。係統需8個數字量輸入信號，25個開關量輸入信號和24個開關量輸出信號，I/O點總數量為57。I/O點數量和類型如表1所示。

CPU及輸入、輸出模塊選擇
西門子公司的SIMATIC S7-/300，屬於模塊化小型PLC係統，各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的係統。
根據係統被控對象的I/O點數以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方麵的考慮，選用SIEMENS公司S7-300係列PLC的CPU315-2DP 。CPU 315-2DP是唯一帶現場總線（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的裝載存儲器，可用存儲卡擴充裝載存儲容量最大到512KB，最大可擴展1024點數字量或128個模擬量。根據統計出的I/O點數選擇一個直流32點和一個16點的SM321數字量輸入模塊和一個32點SM322繼電器輸出模塊。
變頻器選型及其功能設定
三菱公司提供了FR-A540係列變頻器與該公司的標準電機相匹配時的技術參數。采用三菱的標準電機，1＃皮帶機額定功率2.2KW，2～4＃皮帶機額定功率為0.4KW，額定電壓380V，額定電流5A，轉速1420r/min，調速範圍120～1200r/min。三菱FR-A540變頻器自帶有PID調節功能，根據自動配料係統生產工藝要求進行PID控製，需要檢測設定的部分參數設定如下：
① Pr．1＝50 Hz， Pr．2＝ 5 Hz，本係統Pr．18＝120 Hz不變。
② Pr．19＝9999，與電源電壓相同
③ Pr．7＝2s，加速時間（7.5K以下出廠設定值5s，0～3600s/0~360s）
Pr．8＝2s，減速時間（7.5K以下出廠設定值5s，0～3600s/0~360s）
④ Pr．9 由電機額定值決定
⑤ Pr．14＝0，適用恒轉矩負載
⑥ Pr．79＝3，外部/PU組合操作模式
⑦ Pr．183＝8，實現RT開關＝REX開關
⑧ Pr．128、Pr．129、Pr．130、Pr．131、Pr．132 、Pr．133、Pr．134根據現場PID調節具體要求來設定。
PLC控製係統配料軟件設計
STEP7是西門子的S7-300係列PLC所用的編程語言，它是一種可運行於通用微機中，在WINDOWS環境下進行編程的語言。通過STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語句表等形式進行離線編程，並通過轉接電纜可直接送入PLC的內存中執行，而且在調試運行時，還可在線監視程序中各個輸入輸出或狀態點的通斷情況，甚至進行在線修改程序中變量的值，給調試工作也帶來極大的方便。
STEP 7將用戶程序分成不同的類型塊。程序塊分為兩大類：係統塊和用戶塊。用戶塊包括：OB＝組織塊，FB＝功能塊，FC＝功能，DB＝數據塊。主程序可以放入“組織塊”（OB）中，而子程序可以放入“功能塊”(FB或FC)中。
在本係統中，PLC的主要任務是接受外部開關信號(按鈕、繼電器觸點)和傳感器產生的數字信號的輸入，判斷當前的係統狀態以及輸出信號去控製接觸器、繼電器、電磁閥等器件，以完成相應的自動化控製任務。除此之外，另一個重要的任務就是接受工控機(上位機)的控製命令，以進行自動配料控製。
自動配料程序共有OB 1及FC1至FC6等7個“塊”。OB1是主程序，通過6個“CALL”調用語句，依次調用FC1至FC6等功能模塊，達到組織整個程序的目的。程序中6個功能塊的任務分配如下所示：
FC l 負責係統開始運行以及運行方式的設定； FC2 負責對係統的停止；
FC3 負責計量泵和計量泵配比控製； FC4 負責故障、事故處理控製；
FC5 負責對變頻器的自動化控製； FC6 負責指示燈的顯示控製。
結束語
PLC代替了傳統的機械傳動及龐大的控製電器，實現了電氣的自動化控製。通過對皮帶電動機的變頻調速，達到節約能源和提高配料精度。
本文的創新點是：自動化配料係統采用PLC控製方案，具有功能強大、方便靈活、可靠性高、低成本、易維護等優點，大大提高了配料精度，便於計量的微機化控製，實現網絡化生產管理，通過投產使用取得了良好的經濟效益。

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