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本文介紹了一種料斗秤水泥微機配料控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計算機和RS485現(xiàn)場總線而設計的。首先介紹了系統(tǒng)的體系結構和設計思想，然后具體介紹了配料系統(tǒng)的硬件和軟件設計。配料軟件采用模塊化方法使用VC++編制。實際運行表明，該系統(tǒng)運行可靠，維護使用方便，人機界面友好，具有良好的控制效果。

1，水泥的生產工藝與配料
在水泥的生產工藝過程中，決定水泥質量的關鍵因素是水泥的生料、熟料的配比，由于生產水泥配料的方法的多樣性和組成的差異性的存在，人工方法無法快速、準確、實時的控制配料過程，因此采用人工配料方法生產的水泥質量難以得到保證。目前國內仍有許多中小型水泥廠采用人工配料或半自動化配料，嚴重影響了水泥的質量和產量，而一些現(xiàn)有的微機配料系統(tǒng)由于設備技術落后面臨更新?lián)Q代。因此開發(fā)適合中小水泥廠的新一代微機配料系統(tǒng)具有廣泛的市場需求，并將為水泥企業(yè)帶來較大的社會效益和經濟效益。

水泥微機配料系統(tǒng)要求能夠適應惡劣的現(xiàn)場環(huán)境，運行穩(wěn)定，抗干擾能力強，計量準確，有數(shù)據(jù)加工處理能力。采用一系列新技術，新思想，例如采用現(xiàn)場總線技術和智能模塊構成新型微機配料系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)的可靠性和易維護性。新型微機配料系統(tǒng)應具有成本低廉，可靠性高，易于使用和維護等特性，從而容易為現(xiàn)場運行人員接受，便于廣泛推廣和應用。此外工廠自動化的發(fā)展方向是全廠的自動化控制與管理，新型微機配料系統(tǒng)組成的全廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)，可以解決自動化孤島的問題。

料斗秤水泥配料系統(tǒng)，具有靜態(tài)計量準確，結構簡單，造價低等優(yōu)點。本文以料斗秤為例，介紹了一種基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計算機和RS485總線通訊方式的水泥微機配料系統(tǒng)。

2，微機配料系統(tǒng)總體設計
2.1，設計指導思想

1)利用先進、有效的智能稱重控制技術開發(fā)研制出高品質、新一代的水泥智能配料系統(tǒng)，不斷提高我國水泥配料設備的檔次和生產管理水平，促進我國水泥產品質量和行業(yè)競爭能力的提高。

2)利用最新的工業(yè)計算機硬件技術、網絡通信技術以及智能控制技術，實現(xiàn)一種高性能、高可靠、低成本的自動化系統(tǒng)。

3)軟件系統(tǒng)的設計和硬件設備的選型充分考慮整個系統(tǒng)的開放性和可移植性，保證系統(tǒng)具有良好的規(guī)模伸縮性，以便于不同規(guī)模水泥窯進行配料系統(tǒng)的實施，逐步實現(xiàn)全廠的生產與管理綜合自動化。

2.2，系統(tǒng)體系結構

為了保證水泥微機配料系統(tǒng)的通用性、先進性，達到高性能價格比、系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的目標，采用以下結構設計：

1）采用通用型工業(yè)控制計算機和RS485現(xiàn)場總線來實現(xiàn)信號的采集、處理、控制和輸出。

2）模塊化、標準化設計，通用性強、維護方便、可擴展性強；

3）基于豐富的PC軟件，使料斗秤控制器應用軟件開發(fā)周期短；

4）可靠的接地并附加信號調理及隔離模塊保證信號的穩(wěn)定；

5）嚴格的測試程序保證系統(tǒng)的可靠性。

2.3，系統(tǒng)功能

1）顯示臺時、配比、料給量、料重、信號和累計量，對班產量、日產量、月產量和年產量進行自動累計；

2）工況圖動態(tài)顯示，如電振機的振動，電機的開關門，出料。動作過程真實生動，且有文字提示；

3）數(shù)據(jù)編輯的功能：輸入臺時、配比、系數(shù)；

4）自動識別缺料、卡秤，故障自動報警并全線自動停機，屏幕指示故障內容；

5）計算機輔助標秤功能，操作方便準確可靠；

6）計算精度：0.5%；

7）微機控制1-8路；

8）方便的手動控制功能，可進行單路上料的控制；

9）信號檢測采用RS485總線傳輸，傳輸距離可達1.2公里；

10）微機配料稱與廠級監(jiān)控計算機通過以太網構成網絡。

3，配料系統(tǒng)的硬件設計
料斗秤微機配料系統(tǒng)的組成如圖1所示。該系統(tǒng)由3級兩個層次組成。稱重傳感器和執(zhí)行器及信號變換模塊構成第1級——檢測及驅動；工業(yè)控制計算機構成第2級——現(xiàn)場控制；管理計算機為第3級——車間管理、廠長管理。第1級和第2級組成了基礎自動化層，第3級為管理自動化層。監(jiān)控計算機與管理計算機構成一個局域網，管理人員可以隨時在網上查看現(xiàn)場生產信息。

3.1，稱重信號變換

A/D變換采用IOM4017模塊，D/O變換采用IOM4050模塊，其中電磁振動給料機由一塊IOM4050控制，開門電機由一塊IOM4050控制。IOM4017和IOM4050模塊是自主開發(fā)的A/D和D/O轉換模塊，具有抗干擾能力強，可靠性高，傳輸距離遠等特點。它只需二根導線通過RS485網絡即可與控制主機相互通訊。使用多個模塊可以方便的構成RS485分布式的控制系統(tǒng)網絡。每個網絡最多可串接255個模塊，該網絡通過RS232/RS485轉換即可連到控制計算機。

3.2，RS485總線

RS485是一種半雙工傳輸?shù)耐ㄓ嵖偩€，只有兩條信號線，一條為信號線正，一條為信號線負，分別標為A和B，或DATA+、DATA-。RS485采用差分傳輸，最大傳輸距離為1.2Km米。模塊連接時總線的信號正與各個模塊的DATA+相接，總線的信號負與模塊的DATA-相接。

4，軟件設計
VisualC++是為開發(fā)Windows應用程序而創(chuàng)建的一種循序漸進的編程工具。它的高性能及高度集成的開發(fā)環(huán)境，可使用戶方便地創(chuàng)建和調試Windows應用程序。與VisualBasic相比，VisualC++具有高效、高可靠的特點，是編寫微機監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)選軟件之一。本系統(tǒng)采用VisualC++編寫。微機配料系統(tǒng)采用單文檔界面，使用靜態(tài)鏈接庫，形成一個可執(zhí)行文件。
4.1，料斗秤微機配料流程

開始關門測量零位，計算給定量：上次剩余=上次稱料重-零位-配料給定量本次給定=設定給定量+上次剩余上料延時停留稱料重開門

4.2，系統(tǒng)功能設計

監(jiān)控的“實時”要求由定時器方法實現(xiàn)，定時時間為0.5秒。每個周期完成數(shù)據(jù)通訊、輸入輸出檢測、控制算法、輸出刷新、報警輸出、畫面顯示操作。數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)采用多線程。命令及數(shù)據(jù)的輸入由Windows操作系統(tǒng)提供的命令及數(shù)據(jù)輸入方法實現(xiàn)。菜單功能實現(xiàn)命令輸入，如運行、暫停、打印等，對話框用來進行數(shù)據(jù)的輸入。

4.3，系統(tǒng)界面設計

該界面使用位圖進行工況圖的顯示，通過周期調用不同畫面產生動畫效果，表現(xiàn)工況圖的動畫效果。

5，系統(tǒng)的使用效果
本文創(chuàng)新點：基于可編程智能模塊、工業(yè)控制計算機和RS485現(xiàn)場總線實現(xiàn)信號的采集、處理、控制和輸出，構成了一種具有高性價比的料斗秤水泥微機配料系統(tǒng)；采用局域網實現(xiàn)了現(xiàn)場監(jiān)控計算機與管理計算機間的通訊；系統(tǒng)軟件采用模塊化方法使用VC++編制。實際運行表明，該系統(tǒng)運行可靠，維護使用方便，人機界面友好，具有良好的控制效果。該系統(tǒng)經過改進可用于失重秤、調速秤、皮帶秤等微機配料系統(tǒng)，在微機配料方面具有較大的推廣應用價值。

 

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