电子皮带秤自动配料集散控制系统的研制

　　1 概述

　　随着科学技术的日新月异，生产规模的扩大，工业生产过程自动控制程度也越来越高、手段也越来越先进，原有的生产配料装置远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染，提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大问题。

　　电子皮带配料系统是一种集散控制系统。它集计算机管理技术、过程控制技术、网络通讯技术、自动控制技术、计量技术、新传感器技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

　　2 自动配料系统

　　2.1 系统结构组成(以某钢厂 7 台自动配料秤为例)

　　电子皮带秤 (自动将皮带输送机上流过的散装物料进行连续累计的一种装置) 自动配料系统主要由以下几部分组成：7 台储料仓、7 台圆盘给料机、7 台自动皮带输送机 (内嵌电子皮带秤)、7台现场操作盘、1 台仪表控制柜 (内嵌 XK3210P型电脑积算仪和 AI 型智能调节器等)、1 台动力控制柜 (内含 PLC 等)、1 台低压开关柜、2 台变频器柜 (内含 7 台变频器)、1 台工业控制微型计算机及组态软件。

　　主要参数：

　　(1) 圆盘给料机电机型号为 YSP160Mz- 4，功率 11Kw，转速1140rpm，AC380V，50Hz。

　　(2) 电子配料皮带秤皮带宽度：1000mm;速度：0.5m/s;生产能力：110t/h (5 台)，75t/h (2 台)。系统结构简图如图 1 所示。

　　2.2 系统工作原理

　　2.2.1比例调节 (下料闭环控制) 原理

　　闭环控制过程主要是通过电子皮带秤对圆盘给料机输送的物料进行计量，由电脑积算仪接收称重信号和速度信号，经处理后转化为累计值和瞬时流量，并将累计值、瞬时流量信号由 RS- 485口传送给工业控制机 (上位机)、并以 4～20mA 模拟电流信号传送给 AI 调节器，AI 调节器将该信号与内部设定值进行比较运算后，输出 4～20mA 的模拟信号送给变频器，再由变频器去调节圆盘给料机的转速，当流量增大时，降低圆盘给料机的转速，反之提高圆盘给料机的转速，从而使得物料的流量和阶段累计量均保持在设定的范围内，进而得到可靠的产品质量。闭环控制系统结构框图如图 2 所示。

　　2.2.2系统工作原理

　　1) 集中监视、控制管理

　　工控机作为上位机，通过 RS485 总线接口与电脑积算仪和人工智能调节器进行双向通讯，并通过 RS232 接口与动力控制柜中的 PLC 进行双向通讯，并对整个生产过程进行监视，构成完整的配料系统。根据生产工艺过程的需要，用户可在工控机端设定参数、启停设备，并对整个配料系统进行管理和控制，打印报表。同时工控机还留有一个 RS485 双向通讯接口，以备与其他工控机通讯。