1 概述

隨著科學技術的日新月異，生產規模的擴大，工業生產過程自動控製程度也越來越高、手段也越來越先進，原有的生產配料裝置遠不能滿足當前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產的可靠性、安全性，降低生產成本，減少環境汙染，提高產品的質量及經濟效益是企業生產所必須麵臨的重大問題。

電子皮帶配料係統是一種集散控製係統。它集計算機管理技術、過程控製技術、網絡通訊技術自動控製技術 計量技術 新傳感器技術於一體的機電一體化產品；充分利用計算機技術對生產過程進行集中監視、控製管理和分散控製；充分吸收了分散式控製係統和集中控製係統的優點，采用標準化、模塊化、係統化設計，配置靈活組態方便。

2 自動配料係統

2.1 係統結構組成(以某鋼廠 7 台自動配料秤為例)

電子皮帶秤 （自動將皮帶輸送機上流過的散裝物料進行連續累計的一種裝置） 自動配料係統主要由以下幾部分組成：7 台儲料倉、7 台圓盤給料機、7台自動皮帶輸送機（內嵌電子皮帶秤、7台現場操作、1 台儀表控製櫃 （內嵌 XK3210P型電腦積算儀和 AI 型智能調節器等）、1 台動力控製櫃 （內含 PLC等）、1 台低壓開關櫃、2 台變頻器櫃 （內含 7 台變頻器）、1 台工業控製微型計算機及組態軟件。

主要參數：

（1 ） 圓盤給料機

電機型號為 YSP160Mz- 4，功率 11Kw，轉速1140rpm，AC380V，50Hz。

（2 ） 電子配料皮帶秤

皮帶寬度：1000mm；速度：0.5m/s；生產能力：110t/h （ 5 台），75t/h （2台）。

係統結構簡圖如圖 1 所示。

2.2 係統工作原理

2.2.1 比例調節 （下料閉環控製） 原理閉環控製過程主要是通過電子皮帶秤對圓盤給料機輸送的物料進行計量，由電腦積算儀接收稱重信號和速度信號，經處理後轉化為累計值和瞬時K8凯发登录入口，並將累計、瞬時K8凯发登录入口信號由 RS- 485口傳送給工業控製機 （上位機）、並以 4~20mA模擬電流信號傳送給 AI 調節器，AI 調節器將該信號與內部設定值進行比較運算後，輸出 4 20mA的模擬信號送給變頻器，再由變頻器去調節圓盤給料機的轉速，當K8凯发登录入口增大時，降低圓盤給料機的轉速，反之提高圓盤給料機的轉速，從而使得物料的K8凯发登录入口和階段累計量均保持在設定的範圍內，進而得到可靠的產品質量。

閉環控製係統結構框圖如圖 2 所示

2.2.2 係統工作原理

（1 ） 集中監視、控製管理

工控機作為上位機，通過 RS485 總線接口與電腦積算儀和人工智能調節器進行雙向通訊，並通過 RS232 接口與動力控製櫃中的 PLC進行雙向通訊，並對整個生產過程進行監視，構成完整的配料係統。根據生產工藝過程的需要，用戶可在工控機端設定參數、啟停設備，並對整個配料係統進行管理和控製，打印報表。同時工控機還留有一個 RS485 雙向通訊接口，以備與其他工控機通訊。

（2 ） 分散控製

脫離工控機，根據生產工藝過程的要求，直接向電腦積算儀和人工智能調節器輸入參數，啟動動力控製櫃麵板上的按鈕即可進行係統自動工作；也可直接采取手動方式（就地或遠程操作）使係統進行工作。

2.3 係統性能特點

2.3.1 係統的可靠性高

采用集散控製可使係統進行如下工作：手動工作；就地工作；脫離工控機後在智能控製儀表的支持下自動工作；上位機控製自動工作及由上位機通過串口向下位機送入設定配方參數實現自動工作，從而大大提高係統的可靠性。

2.3.2 產品的質量和生產效益好

生產過程中，根據生產過程的特點及工藝要求，通過自動控製係統和自動計量設備，可保證每種物料均在較高精度下進行運行（單機精度可達 0.5% ），進而保證混合物料的精度 （係統精度可達 1.0% ），從而保證產品的質量，增加生產效益。

2.3.3 生產過程的處理能力強

根據生產過程的需要，在工控機內修改相應參數，即可滿足不同工礦的需要，使係統適應生產過程的能力大大提高。

2.3.4 節約能源

係統動力部分的電機功率有 11Kw×7=77Kw（以 7 台 11Kw電機計算），采用變頻器進行控製，功率大約為 40Kw左右，大大節約能源。

2.3.5 工作效率和生產管理水平高

由於采用自動化生產過程控製，不僅改變以前半工半機的工作方式，而且能對生產過程中的每一環節進行監控和控製，可減少現場操作人員的數量。同時由於全麵實現自動化，有助於生產管理人員進行生產數據分析和趨勢預測，從而大大提高工作效率和生產管理水平。

2.3.6 優化環境

係統采用變頻控製，大大降低環境的噪聲汙染、減少動力啟動對電網的衝擊，整個設備采用全密封結構，大大減少粉塵對生產環境的汙染。

2.4 軟件

2.4.1 上位機單元

上位機采用研華工控機，21" 顯示器，CPU接口卡 PCA- 6179L和多端口通訊板 PCL- 746+。

2.4.2 控製軟件

采用北京亞控組態軟件，它能與電腦積算儀和 AI 智能調節器進行通訊：讀取數據，發送數據；並與 PLC進行通訊：讀取 I/O狀態，發送 I/O指令；具有報警、故障查詢及打印功能；動態畫麵真實反映實時狀態；工程設定及配方輸入多樣化，適應工況能力較強；軟件設有不同的訪問權限，可讓不同權限的人員操作不同的內容。運行係統主畫麵如圖 3 所示。

2.4.3 控製軟件的功能及特點

（1） 決策調度全廠生產過程；

（2） 集成全部過程控製係統；

（3） 綜合支持管理信息係統；

（4） 整個生產過程的自動監控，如設備運行狀態、故障狀態、曆史趨勢；

（5） 整個生產設備的啟停順序和連鎖控製；

（6） 各種物料的自動計量；

（7） 生產工礦中各種物料配比自動調節；

（8） 報表編製及打印功能。

3 結束語

通過用戶多年現場的使用情況來看，係統的可靠性好、操作簡單、維護方便、精度高，不但保證了產品的質量和產量，同時又克服了環境汙染問題，為企業創造良好的經濟效益。該係統可推廣應用於對多種散裝物料按預定的配比進行自動連續的K8凯发登录入口控製的場合，例如冶金、建材、化工、製藥等行業的散狀物料配料的工藝控製。

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