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一、前言

    國內(nèi)各燒結(jié)廠大多采用智能電子螺旋秤進行生石灰配料，較好地滿足了生產(chǎn)的要求。

    二、智能電子螺旋秤結(jié)構(gòu)和工作原理

    （一）智能電子螺旋秤結(jié)構(gòu)

    螺旋秤由稱量框架、荷重傳感器、SA201 積算儀，速度傳感器及螺旋給料機、星形卸灰閥及連接固定機構(gòu)、軟連接機構(gòu)、支撐機構(gòu)、機架等部分組成。電子螺旋秤結(jié)構(gòu)示意圖如圖1：

（二） 電子螺旋秤的測量原理

    物料由進料口經(jīng)葉輪螺旋輸送至落料口時，安裝于螺旋輸送機下面的稱重裝置(由稱重杠桿、十字簧片、稱重傳感器等組成)，檢測到物料的重量并產(chǎn)生一個正比于稱重載荷的電壓信號送入動態(tài)稱重儀表，同時由安裝于螺旋輸送機尾部的速度傳感器將輸送機主軸的轉(zhuǎn)速信號輸入，兩種信號經(jīng)動態(tài)稱重儀表處理，運算出瞬時流量和累積重量值。

    如果螺旋運輸機以勻速v 傳送生石灰，螺旋葉片間的物料一般是不均勻的，所以時間T 內(nèi)的總輸送量為T：

其中：q(t) 為單位長度皮帶上的瞬時物料重量；v(t)為皮帶的瞬時運行速度。

    只需測出q(t)和v(t)，便可得出時間內(nèi)的物料總重。

三、自動配料系統(tǒng)的構(gòu)成

    （一）系統(tǒng)主要組成

    本自動配料系統(tǒng)采用PLC 控制技術(shù)，其核心控制是" 螺旋秤- 稱重模塊-PLC- 變頻器" 形成的閉環(huán)控制，主要設(shè)備由智能電子螺旋秤、Modicon TSX Premium 稱重模塊、高速計數(shù)模塊Modicon TSX CTY41、Quantum PLC、施奈德變頻調(diào)速控制器、系統(tǒng)軟件CONCEPT2.6、組態(tài)軟件IFIX3.5 以及上位機等組成。配料室控制模式如圖3：

    流量就是一定時間內(nèi)皮帶上走過的物料量。電子螺旋秤稱量的是瞬時流量，上位機給出的是設(shè)定流量，二者在實時計量中有所偏差。在流量實際控制中采用工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛的PID 調(diào)節(jié)，根據(jù)流量偏差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制，控制量輸入和輸出（誤差）之間的關(guān)系在時域中可用公式表示如下：

    公式中e(t)表示誤差、控制器輸入，u(t)是控制器的輸出，kp為比例系數(shù)，Ti 為積分時間常數(shù)，Td 為微分時間常數(shù)。

（二）稱重模塊、PLC、變頻器之間的通訊

    Modbus plus(即MB+)總線協(xié)議是由美國Modicon Inc.開發(fā)設(shè)計的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，適用于建立工業(yè)實時控制局域網(wǎng)。典型的應(yīng)用包括過程控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測、程序上傳/ 下載、遠程編程、連接操作員接口及主計算機數(shù)據(jù)采集。(1) PLC：由于Modicon 公司的Quantum 系列PLC 支持Modbus、Modbus plus、遠程I/O、Ethernet、Interbus、LonWorks等多種網(wǎng)絡(luò)連接，且其CPU 模塊上一般都集成了Modbus 和MB+ 兩個通信端口，故選用該系列PLC(可節(jié)省一通訊模塊)。(2) 變頻器：施耐德變頻器ATV58 系列提供了3 種通訊功能：a)集成在本機上的Mobdbus 協(xié)議接口(一般用于連接操作面板)。b) 通過附加通訊卡實現(xiàn)的高速通訊接口(如FIFO、Modbusplus、Interbus-s、AS-I、Profibus 等)。(3) 上位機：采用研華工業(yè)控制微機，并安裝運行WindowsNT 下的FIX 實時監(jiān)控組態(tài)軟件作為監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺。該計算機通過MB+ 網(wǎng)絡(luò)適配器SA85 與MB+ 網(wǎng)絡(luò)通訊。

    （三）軟件配置

    IFIX 3.5 軟件是運行于WIN2000 以上的操作平臺上的真正的32 位應(yīng)用程序，使用其內(nèi)建的強大且實用的各種功能、經(jīng)過開發(fā)人員的豐富的想象和精心制作，使最終的用戶程序十分貼切的滿足應(yīng)用現(xiàn)場對上位機系統(tǒng)的各種監(jiān)視、控制和管理方面的實際要求，并在顯示、控制及通訊的速度、實時性和兼容性等方面都有優(yōu)秀的表現(xiàn)。

    四、結(jié)束語

    某燒結(jié)廠自動配料系統(tǒng)采用智能電子螺旋秤控制方案后，經(jīng)長期生產(chǎn)證明，大大提高了配料精度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)管理，取得了良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

［1］董彬，宋婕，李勁松. 燒結(jié)圓盤配料皮帶秤控制新思路［J］.燒結(jié)球團，2003 年第6 期，35～37.

［2］黃金鳳，李占賢.基于現(xiàn)場總線的微機配料系統(tǒng)［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用.2002,21(3),35-36.

［3］王建民，孫鐵強.工控軟件的VC 語言開發(fā)及微機配料軟件的設(shè)計［J］.河北理工學(xué)院學(xué)報,2002.S1,25-27.

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