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本文介紹了一套混凝土配料系統(tǒng)的應(yīng)用。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的測控技術(shù)，應(yīng)用VisualBasic及FIX軟件，實(shí)現(xiàn)對煤粉、生料及轉(zhuǎn)子秤的智能控制，大大提高了混凝土廠的自動化配料生產(chǎn)水平。實(shí)踐表明，該控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，控制穩(wěn)定，操作方便。
1 混凝土配料技術(shù)概述
目前我國工業(yè)控制自動化程度的要求越來越高。茂名某水泥廠生產(chǎn)操作自動化程度較低，大部分操作還停留在眼看、手動的階段，混凝土配料操作還全憑經(jīng)驗(yàn)，為此，我們研制開發(fā)了針對混凝土精確配料的自動控制系統(tǒng)。
本系統(tǒng)采用單回路微機(jī)調(diào)節(jié)，智能PID算法，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波、曲線擬合、動態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對混凝土配料系統(tǒng)的優(yōu)化控制，使產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提高。
2 配料系統(tǒng)構(gòu)成
茂名某混凝土廠自動配料控制系統(tǒng)主體包括煤粉和生料兩部分，燒成煤粉喂料控制系統(tǒng)：直接動態(tài)檢測煤粉矯正倉內(nèi)煤粉的料位、進(jìn)倉流量、出倉流量，并根據(jù)矯正倉料位和進(jìn)倉流量的大小，采用智能PID算法控制變頻器輸出頻率，進(jìn)而通過攪刀控制出倉流量的大小；燒成生料喂料控制系統(tǒng)：直接動態(tài)檢測生料小鋼倉內(nèi)生料的料位、進(jìn)倉流量、出倉流量，并根據(jù)小鋼倉的料位和進(jìn)倉流量的大小，采用智能PID算法控制三路富勒閥，以達(dá)到穩(wěn)定料位和出口流量的目的。
本系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器、jy500d重量變送器，信號放大器，采集模塊，輸出模塊，接口箱，微機(jī)控制系統(tǒng)及監(jiān)控軟件組成。采用先進(jìn)的測控技術(shù)，可對矯正倉和小鋼倉的料位、進(jìn)倉流量、出倉流量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測、實(shí)時(shí)顯示、超限報(bào)警，并將數(shù)據(jù)存儲，進(jìn)行數(shù)字濾波、曲線擬合、動態(tài)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土配料系統(tǒng)的優(yōu)化控制，并設(shè)計(jì)出浮動標(biāo)定法，有效抑制了傳感器、變送器的零點(diǎn)漂移，并根據(jù)現(xiàn)場需要，對傳感器、變送器實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定?？紤]到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)操作平臺采用微軟公司的WINNT4.0，為了縮短系統(tǒng)開發(fā)研制周期，提高系統(tǒng)的整體可靠性，軟件平臺采用美國著名的Intellution公司的FIX軟件，在此基礎(chǔ)上，軟件開發(fā)平臺采用VisualBasic（VB）高級語言，結(jié)合開放式數(shù)據(jù)庫連接技術(shù)（ODBC），采用Access外部數(shù)據(jù)庫，將自行開發(fā)的硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集軟件功能模塊通過DDE與FIX軟件進(jìn)行接口。
3 配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
與實(shí)現(xiàn)混凝土回轉(zhuǎn)窯的正常工作要求非常嚴(yán)格的窯溫、煤粉和生料的比率，并對流量進(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì)，每個(gè)環(huán)節(jié)都直接影響出廠混凝土的質(zhì)量，這就決定了自動配料系統(tǒng)必須有極好的檢測功能和控制性能。本系統(tǒng)全數(shù)字式的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)在全數(shù)字方式下運(yùn)行，從而有效的避免了采樣誤差、漂移誤差、電磁干擾等因素的影響，將數(shù)據(jù)精度提高到傳感器和重量變送器的精度。
3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、流量、速度、位移等物理量進(jìn)行測控，首先要通過傳感器把上述物理硬件是工業(yè)實(shí)時(shí)配料系統(tǒng)的核心，其采樣精度、抗干擾性能、穩(wěn)定性能極大的影響控制的質(zhì)量，在軟件的協(xié)調(diào)下，能夠?qū)崿F(xiàn)對被控對象準(zhǔn)確的測量，穩(wěn)定的控制，是工業(yè)現(xiàn)場控制的最低要求。
（1）配料系統(tǒng)精度
為保證數(shù)據(jù)采集的精度，工業(yè)控制機(jī)采用研華P-III，保證采集速度。數(shù)據(jù)采集卡采用適用于工業(yè)控制機(jī)的ISA總線，A/D采用AD1674，12位轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換速度為10uS，非線性誤差≤1LSB（采集電壓為10V，精度為2.44mV），輸入阻抗10MΩ；D/A采用DAC1232，12位轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換時(shí)間≤1uS，轉(zhuǎn)換誤差≤1%FSR，輸出阻抗≤2Ω。
（2）抗干擾設(shè)計(jì)
正確接地，消除電場干擾，共阻抗干擾在稱重配料儀表安裝時(shí)最容易被忽視，通常情況下外部信號線都采用屏蔽電纜，然而并不是屏蔽電纜本身就能防止干擾進(jìn)入，它必須通過正確的接地才能使信號免于外部干擾的影響。系統(tǒng)采集卡采用了光電耦合技術(shù)，在信號進(jìn)入計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)時(shí)加入隔離器件，它不但能夠隔離掉外部的干擾信號，而且同時(shí)還可以對主機(jī)形成一定的保護(hù)，使主機(jī)不會由于外部強(qiáng)干擾而造成破壞。信號進(jìn)機(jī)前，加電容濾波，減小噪聲干擾。
（3）冗余設(shè)計(jì)
在不改變原有的系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，預(yù)留出10路模擬輸入通道，2路模擬輸出通道，10路數(shù)字輸入通道，10路數(shù)字輸出通道。在不改變軟件的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)2路模擬輸入，2路模擬輸出，
2路數(shù)字輸入，2路數(shù)字輸出，如需進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)，只需稍加改動軟件即可。
3.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
為了縮短開發(fā)研制周期，提高系統(tǒng)的整體可靠性，增加現(xiàn)場流程的實(shí)時(shí)動態(tài)顯示，軟件平臺采用FIX軟件，軟件開發(fā)平臺采用VisualBasic語言編程，數(shù)據(jù)庫采用Access外部數(shù)據(jù)庫，用VB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理，控制信號的輸出，數(shù)據(jù)的存儲。用FIX軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，流程的動態(tài)變化，報(bào)警的實(shí)現(xiàn)。
3.3 混凝土配料系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
工業(yè)控制要求很好的穩(wěn)定性，且能長時(shí)間不間斷的運(yùn)行。本測控系統(tǒng)現(xiàn)場采用工控機(jī)進(jìn)行稱重?cái)?shù)據(jù)采集、信號處理和數(shù)據(jù)交換，采集卡的工作溫度0~50℃，濕度可達(dá)80%RH，保證現(xiàn)場正常的運(yùn)行。為滿足現(xiàn)場要求，我們采用微軟公司的VisualBasic6.0語言作為開發(fā)平臺，采用FIX軟件作為運(yùn)行平臺。VisualBasic6.0是Windows環(huán)境下的可視化編程語言，其功能強(qiáng)大，幾乎可與各種語言相接口，界面友好，符合Windows標(biāo)準(zhǔn)。世界排名第一的FIX組態(tài)軟件，商品化程度高、成熟可靠，能夠很出色地滿足配料系統(tǒng)的模塊化、分布式、多平臺支持的技術(shù)要求，曾連續(xù)多年被國際過程控制協(xié)會評為最佳軟件。因此，目前國內(nèi)許多企業(yè)中的新組建的控制系統(tǒng)都采用FIX作為其組態(tài)軟件，對整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
4 結(jié)束語
本文提出了一套具體的用于混凝土配料系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合了傳感器、稱重變送器、配料儀表，工控機(jī)采樣、接口、信號處理、信息管理、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)存儲、報(bào)警等應(yīng)用技術(shù)。同時(shí)介紹了配料控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)方案，注意事項(xiàng)。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集精確，實(shí)時(shí)性能好，穩(wěn)定性能高，適合于現(xiàn)場控制。

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