本文介紹了重慶某水泥廠的水泥磨配料係統基於可編程控製器進行改造設計，提高係統的稱重配料精度。
在水泥生產工藝中，水泥磨的配料是非常重要的一個環節。我廠9台(Φ2.2m×11m)水泥磨全部實現微機配料後，經過一段時間的使用，取得了較好效果，但也發現這種用8085微處理器控製的配料係統設計還存在以下不足之處。
　　(1)由於采用8085、8155民用級芯片，可靠性不高，在這種粉塵環境之中很容易損壞，常常出現不配料或顯示出錯等故障。
　　(2)由采用撥盤設定比例，撥盤使用一段時間後易壞，常常出現SO3不合格。
　　(3)微機配料係統本身抗幹擾性較差，由於受廠內的設備起停、電網電壓波動等幹擾，有時會出現計數出錯，配料順序出錯等故障。
　　(4)由於軟件設計本身存在的缺陷，時而會出現關門後長時間不配料或配料中途出現死機。由於軟件采用匯編語言程序設計，一般維護人員無法現場修改程序。
　　針對以上問題，我們采用可編程控製器PLC替換8085微處理器，對控製係統進行了改造。
1　係統工藝簡介
　　此配料係統采用的是靜態鬥式配料秤。所采用的工作方式為間斷配料，連續入磨。一鬥料為800kg，由三種物料組成：熟料(>70%)、混合材(<20%)、石膏(<10%)。由於熟料占的比例最大，分2次配料。 　
2　配料係統改造方案
　　(1)用FX2係統PLC主機替換原8085微處理器；
　　(2)采用FX係列專用A/D模塊進行模數轉換；
　　(3)用FX-30DU數據傳輸單元取代原LED顯示；
　　(4)改撥盤設定修改比例為FX-30DU按鍵修改；
　　(5)采用FX-ADP通訊模塊實現PLC與上位機聯網，使每班產量、細度、SO3合格率等指標定時、自動地打印出來，從而實現生產管理的自動化。
3　PLC的配置
　　采用日本某公司的一台FX2-32MR主機和一個FX-4AD模塊，一台FX-30DU數據傳輸稱重顯示器，一個手持編程器，以及一個標準毫伏放大器和一個RS232ADP通訊接口模塊。該主機基本輸入點編號為X000-X007，X010-X 017，共16個點，輸出繼電器編號為Y000-Y007，Y010-Y017共16個點。把配料係統所有的開關信號與PLC機輸入端按照一定規律連接起來，便構成PLC機的通道分配圖。此圖也是PLC機的外部圖，它的輸出通道可直接驅動電鈴、指示燈、繼電器等負載。　
4　軟件設計
　　明確了配料工藝流程對控製係統的要求後可進行係統的軟件設計。
　　(1)A/D轉換模塊的初始化設置
　　主要考慮的是數字分辨率的問題，即提高分辨率，實現較高的測量精度。要求對測量儀表的電性能進行調整，然後配之以合適的A/D模數初始化參數。
　　(2)重量標定處理
將物理上空鬥重量視為零點，標定重量為b，標定取得測量比特率(斜率)ε：
則測量值W=Δb×ε
(3)零點自動調整
　　由於秤體的塵埃堆積和其它因素，原來作為測量的電氣零點有時要產生一些小範圍的波動，零點的漂移，一方麵使顯示不直觀(顯示的不是淨重)，另一方麵若采用電氣調零，將使測量斜率發生變化，導致誤差增加，通過軟件的自動調零，可以較理想地解決這個問題。
　　(4)配料比例的修改和自動傳遞
　　比例的修改是通過FX-30DU顯示單元上的按鍵進行的，通常隻送入石膏和混合材的比例，熟料比例通過百分比自動算出，這種修改可隨時進行，但不影響當前配料過程的比例，隻有等下一配料周期來到，計量鬥門關上後由到位信號的控製，使新的配料比例自動送入程序進行運算。
　　(5)配料精度控製
　　為了簡化控製手段，配料下料的電磁振動給料機僅采用開停控製，這樣配料值就有一個慣性衝量，考慮到每一台振動機慣性衝量在電氣調定後可基本保持不變，因此本係統采用上一次配料值和理論目標值的差值得到本次配料目標值的方法，實現了配料精度的控製。
　　實際運行表明，這種控製非常有效，配料精度誤差可控製在1%以內。
　　(6)配料過程的控製
　　配料過程采用狀態控製，使用S520～S526，這7個狀態依次為：S520(開門)，S521(停止)，S522(關門)，S523(第一次配料)，S524(配混合材)，S525(第二次配熟料)，S526(配石膏)。　
(7)報警處理和暫停功能
　　為了滿足生產操作的要求和檢修的方便，本係統設置了6種報警信號：零點偏低、比例出錯、入磨喂料慢、熟料配料慢、混合材配料慢及石膏配料慢。一旦有這6種異常情況出現，係統發出聲光報警信號，這時把開關撥至暫停，通過程序中的“主控”指令使係統工作停止在某一狀態，當故障排除後，再撥回暫停開關，係統恢複正常。
　　(8)人機界麵的設置和操作
　　人機界麵是通過顯示單元FX-30DU實現的，通過“0”，“1”，“2”三個按鍵就可實現三個畫麵的切換，三個畫麵的內容包括：時鍾、日期顯示，瞬時值及瞬時值動態棒圖顯示，配料比例顯示，各配料量累計顯示，運時、SO3檢測指標及細度檢測指標等顯示，除了比例、運時、SO3和細度檢測值可修改外，其它都進行了鎖定。
　　(9)網絡通訊
　　本係統采用FX-ADP通訊模塊實現PLC與上位機聯網，通過與上位機的聯網可進入各種管理網絡，在每個網絡終端都可實時監視或查詢磨機的台產、配料比例等工藝狀況，並可隨時打印出所需的各種報表，實現磨機配料係統的現代化管理。　　
5　結束語
　　水泥磨配料係統采用PLC控製，實際證明該配料控製係統充分發揮了PLC軟件的優勢，完全滿足工藝要求，控製功能強，控製線路標準化，維修容易，編程簡單，現場修改程序方便，運行穩定可靠，大大優於原8085微處理器控製係統的使用效果。

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