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為了滿足自動化生產(chǎn)的需要，自動配料系統(tǒng)專門開發(fā)了一種高精度配料控制儀，改變了傳統(tǒng)的快、慢加料控制方式，采用連續(xù)無級變速加料方式，實現(xiàn)了基于數(shù)學(xué)模型的高精度自動配料。
配料技術(shù)及現(xiàn)狀。
隨著計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，人們以前的大多數(shù)想法現(xiàn)在都變成了現(xiàn)實，這是人們的智慧、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)綜合應(yīng)用的結(jié)果。各個行業(yè)對配料的效率和精度要求越來越高，人工配料遠遠不能滿足連續(xù)化、自動化生產(chǎn)的要求。因此，開發(fā)高效、高精度的自動配料生產(chǎn)線勢在必行。但配料控制儀是其中的關(guān)鍵設(shè)備之一，以往的配料設(shè)備有幾個缺點:加料方式只有快有慢，配料準確度合格率達不到要求；控制信號只有進給控制，其他動作控制無法滿足，即使PLC動作協(xié)調(diào)不理想，控制算法難以實現(xiàn)；一般都是單料模式工作，不適合連續(xù)自動配料生產(chǎn)線。配料場地及工藝要求，一般配料行業(yè)場地粉塵大，工作環(huán)境惡劣，勞動強度大，環(huán)境污染大，不利于操作人員的身心健康；配料種類很多，標(biāo)準量也不一樣。每種材料的切割速度和稱重精度都很嚴格，生產(chǎn)要求也很高；由于原料供應(yīng)商不同，當(dāng)樣品為粉末時，材料的粘度和比重不同，隨著溫度和濕度的變化，材料容易粘著和結(jié)塊，降低了材料的流動性，對稱重精度有一定的影響?；谏鲜龇治?，新的配料系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能:
改善工作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。
它具有配方管理、創(chuàng)建、修改、打印、刪除和運行配方的功能。
具有實時監(jiān)控和自動連續(xù)生產(chǎn)功能，設(shè)備密封性好。具有實時數(shù)據(jù)采集、記錄、打印和查詢功能。
每種物料在配料過程中一般都有加料、稱重、破拱、卸料、報警等動作。根據(jù)以上工藝要求和系統(tǒng)功能要求，研制出了滿足要求的配料控制儀。
配料控制儀的功能。
根據(jù)配料過程和配料系統(tǒng)的要求，配料控制器應(yīng)由以下幾個部分組成:稱重功能，即電子秤；公式存儲運算功能；溝通功能；控制功能；手動自動轉(zhuǎn)換功能；重啟功能。
配料控制儀的開發(fā)主要考慮以下幾點:雖然每種物料的設(shè)定值、粘度和比重不同，但配料系統(tǒng)中的設(shè)備要求和控制動作是一致的；采用分散控制的思想，將稱重顯示儀表、動作控制和進料控制的功能分散到現(xiàn)場，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，提高了可靠性；控制方法靈活，易于實現(xiàn)；數(shù)據(jù)通訊采用RS485總線，方便快捷。
主要功能模塊的開發(fā)。
3.1電子秤。
電子秤是根據(jù)國家標(biāo)準GB-7723-87開發(fā)的，符合三級電子秤的技術(shù)要求。重量信號通過自校準方法采集。
3.2控制儀器。
顯示由數(shù)碼管實現(xiàn)，八位數(shù)碼管可由ICM7218自動掃描集成電路顯示。所有解碼方法都可以。
解碼或段解碼可以通過軟件設(shè)置。采用自動掃描方式，提高了微控制器的實時性。
3.3進料控制。
控制輸出采用八位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，設(shè)計了驅(qū)動電路，采用光電隔離輸出，提高了稱重系統(tǒng)的可靠性。
振動給料方式采用調(diào)幅，螺旋給料方式采用調(diào)頻，實現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速，保證稱重精度和速度。該控制器以進料速度作為調(diào)節(jié)參數(shù)，改變了以往只控制重量的方法，提高了自動稱重控制精度，建立了基于進料速度的模型，并根據(jù)設(shè)定的進料速度進行進料。
基于進給速度的控制方案。
通過對材料的了解和實驗，影響稱量的主要因素如下:
(1)物料粘度:同一環(huán)境下，不同物料下料速度不同，調(diào)試困難，稱量精度難以控制；
(2)物料的比重:由于物料的比重不同，所以使用相同的裝置，下料速度不同；
(3)環(huán)境影響:環(huán)境溫度和濕度的變化會導(dǎo)致材料粘度等物理性質(zhì)的變化。主要原因是物料的粘度隨著溫度的升高而增加，導(dǎo)致物料起拱結(jié)塊，不利于稱量；
(4)由于控制送料裝置和控制裝置的非線性，即使在相同的控制方法和控制量下，每個送料裝置的振動力和送料速度也是不同的。
由于上述因素的影響，在過去的雙速進料中，每種物料都必須調(diào)整到相應(yīng)的狀態(tài)，以達到預(yù)期的稱重精度。但隨著環(huán)境溫度的變化或物料批號的不同，原來的投料狀態(tài)往往不能保證稱量精度，需要重新調(diào)整，設(shè)備互換性差，降低了生產(chǎn)效率?？梢钥闯觯绊懛Q重精度和速度的因素很多。以往雙速送料，由于開環(huán)控制，振動力大，送料快，但精度難以控制；振動力小，送料慢，精度可控，但稱量時間長，效率低?；谝陨戏治?，提出了進給速度控制方案(見圖4)。該控制方法采用閉環(huán)控制，以下料速度為控制參數(shù)，采用自適應(yīng)智能控制方法，克服了上述因素對稱重精度和生產(chǎn)效率的影響。上述因素都可以通過改變振動力來克服，但控制算法和手段比較復(fù)雜。在給定速度的基礎(chǔ)上，下料速度在稱重初始階段穩(wěn)定在V0，當(dāng)稱重值接近設(shè)定值時，速度設(shè)定值減小。所以系統(tǒng)是一個隨動控制系統(tǒng)，把以前的分段控制變成連續(xù)控制。
申請。
該高精度配料控制儀在小物料自動配料稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了良好的效果，克服了以往控制方法難以解決的問題，解決了稱重精度和稱重速度之間的矛盾，適應(yīng)性強。對橡膠行業(yè)的自動化和連續(xù)化生產(chǎn)水平起到了積極的推動作用。用該配料控制儀設(shè)計的配料系統(tǒng)已通過國家石油化工局部級鑒定。

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