本文將介紹微機配料儀表控製係統的特點和功能：
     微機配料控製係統是水泥行業在生產過程控製方麵應用計算機起步最早的領域，早在90年代初，國家重點支持和推薦的微機應用項目中生料微機配料的開發、應用最廣。配料過程在水泥生產工藝過程中至關重要，提高配料係統控製和計量的準確度，使係統功能更加符合每一個工廠特定條件下工藝裝備情況和管理者的要求，始終是我們追求的目標。總結多年來在微機配料控製係統開發、應用、維護中所積累的經驗，向大家推薦介紹一種性能卓越的多功能微機配料控製係統，同時也可適用於鋼鐵、化工、醫藥等其它行業，需要多種物料有一定配比的場合。

多功能微機配料控製係統的三大特點，本係統是在用戶長期使用微機配料控製係統的基礎上，經過不斷完善和擴充功能，不斷改進和優化而來。

1.係統可以與多種不同類型的電子秤配套
       本係統的最大特點是在電子秤選配方麵所表現的靈活性，它可以充分滿足用戶特定的配料工藝條件，自由配置各種不同類型的電子秤，組成高精度的計量控製係統。電子秤的選取不僅取決於對控製精度的要求，同時在很大程度上還與各廠的生產工藝條件密切有關。對石灰石、粘土、鐵粉、煤等一般顆粒狀或半顆粒狀物料的計量，無論采用哪一種電子秤都能很好適應。但在生料配料中若添加了粉煤灰成分，或是水泥中大量采用粉煤灰作混合材時，對於這種具有流動性的粉狀物料，如果再選用皮帶秤就顯然不恰當了。最好的解決辦法是將此類物料的計量，單獨改用密封性能較好的輸送設備如電子螺旋絞刀秤。對熟料而言則最好配用鬥式秤，以適應熟料高溫的特點。
采用多功能微機配料控製係統，用戶完全可以根據自己的工藝要求，不受限製地自由選擇不同的皮帶秤、鬥式秤和螺旋絞刀秤進行最合理的搭配、組合。也可根據用戶要求配用各種調速秤，甚至是核子秤。隻要通過簡單的秤群定義，就能使不同類型的電子秤在各自最優的控製方式下協同運行。這種獨特的設計，使多功能微機配料控製係統具有相當大的靈活性，它幾乎能適應任何用戶的不同使用條件，而不需要再對係統電控部分的軟硬件作任何大的改動。

2.雙懸臂電子秤是實現高精度計量的可靠保證
        本係統第二個特點是配用了係列化的產品──雙懸臂電子秤。我們可提供三種基本配置：雙懸臂皮帶秤，雙懸臂鬥式秤和雙懸臂螺旋絞刀秤。其特點是完全消除了秤的四角誤差，準確度高，穩定性好。 就配料係統中普遍采用電子秤而言，早期的單懸臂皮帶秤和鬥式秤因其計量精度較低，使用中揚塵較大、可靠性較差已逐步淘汰。本係統推薦配套使用的是TDC(PCS)型雙懸臂皮帶秤，對於鬥式秤，我們采用了特製的高精度的雙懸臂傳感器，而我們的螺旋絞刀秤也是裝置在雙懸臂的秤台之上，以達到完全相同的功效。經過較長期的運行考驗，目前這類雙懸臂秤的優點已經普遍被大家所接受。

3.操作簡單、功能強大的係統控製軟件
        本係統第三個特點是配備了功能強大、實用性能很好的應用軟件。我們十分重視係統軟件功能上的完善，如果說硬件設計是實現係統高指標的基本條件，那麽加上一個好的軟件往往更能取得事半功倍的效果。我們通過長期的現場工作，深入實際，傾聽用戶意見乃至第一線操作人員的反饋信息，不斷改進。最後完成的版本可稱得上是經過了千錘百煉，其功能已得到大大加強。

雙懸臂電子秤的計量原理
        在工業生產中使用的電子皮帶秤有好幾種類型，品種繁多，但大都存在著計量準確度不易保證等問題。以推廣應用較多的單懸臂皮帶秤為例，該秤的計量原理是基於單杠杆的靜力矩平衡，對同一物體，傳感器的輸出信號將隨其重心位置的移動而變化。換言之，作為一種計量設備，當單懸臂秤以連續方式工作時，必須要求皮帶上分布物料的重心相對於秤的支點和傳感器的平衡力點的位置確定不變，否則傳感器的輸出信號就可能是虛假的，在閉環控製係統中也將因此而作出不正確的調節。可見，若要保證單懸臂秤的計量精度，就必須保證秤麵上分布物料的重心位置保持恒定不變，由於客觀存在給料設備的不穩定性、物料顆粒的不均勻性，以及皮帶跑偏等種種原因，要想動態保證皮帶上分布物料的重心位置不變，這在實際上是很難做到的。
雙懸臂秤的結構主要由秤台和秤體兩大部件組成。秤台實際是皮帶輸送機，也可安裝其它類型的輸送機，秤體是秤台的支承杠杆係統。秤台通過四個支腳和彈簧板吊掛，被懸掛在秤體的兩個承重杠杆上，在未安裝荷重傳感器時，秤台呈懸浮狀態。
雙懸臂秤是全彈性支承結構的電子秤，采用雙杠杆原理，計量精度較高。傳感器的受力隻和杠杆比和物料重量有關，而與物料在秤體皮帶上的分布狀態無關。秤體機架堅固、耐磨損，秤的初期性能可以長期保持穩定、可靠。雙懸臂秤的靜態計量準確度優於0.5%，動態優於1.0%。
雙懸臂電子秤是一種係列化產品，它的品種齊全。電子皮帶秤共有六種規格，相應提高了物料計量精度，適合單秤台時產量1～60噸。鬥式秤也有多種規格。對於粉煤灰等粉狀物料的配料可用雙懸臂絞刀秤，在高溫條件下使用還可采用鋼板秤或者圓盤秤結構。其中，絞刀秤不適合間斷給料運行方式，而隻能采用連續調節控製。

功能豐富的控製軟件
      多功能微機配料控製係統的軟件功能豐富，可以滿足用戶多方麵的要求。係統具有完善的運行、報警記錄，各項數據均能在線查詢和打印，並且擴充了通道切換、班次自動轉換等輔助功能。完善的數據庫和報表功能。本係統具有較完整的數據記錄、統計報表功能，滿足企業生產管理需要。各類報表包括：
班運行報表：包括每班開始、結束運行的時間，按配方設定控製目標值，各台秤的運行數據，配料產量和磨機平均台時產量等。
日報表和月報表：內容同上，還可分班次進行統計。累計統計報表：指定起訖日期、時間內的單秤和累計產量，按物料的分類統計和配比。
報警記錄報表：包括報警分類統計、報警次數和報警等待時間，即微機發出報警至操作者作出鍵盤響應的累計時間。修改配方、查詢和打印報表均能在線進行。
操作者可在線對正在使用的配方進行修改或重新輸入，經確認後係統即按新配方運行。上述各類報表均可實現在線查詢和打印，不必退出控製運行過程。在線查詢中還包括各秤的動態補償係數等項內容，便於操作者掌握係統運行情況。

多樣化的數學計算方法。

本係統程序經過改進，提供三種不同的AD采樣電壓與重量之間的數學計算方法，可供用戶選擇。“線性回歸”能較好地克服電子皮帶秤在標定過程中因外部因素，例如振動引起的隨機誤差，使整定結果有更好的適應性。“曲線擬合”對校正傳感器的非線性特別有效，可根據不同情況比較選用。以上均適用於各類皮帶秤。對於連續PID調節方式的控製通道，係統還允許將其設定為用“吸收值法”計算輸送機負載，該通道就可以配用核子秤計量。本係統多功能的特點在此得到最充分的體現，以滿足用戶的特殊需要。改變計算方法後可直接運行，不必重新標定。 

高性能的實時補償功能。
其一，本係統軟件設計中對於間斷給料運行方式的皮帶秤，控製運行過程的每一個周期設計為12秒，理論值每小時運行300秤，人工輸入重量或用百分比設定產量時均按此計算。由於運行過程中包含自動檢零，特別是在配用微機速度較慢時，周期可能延長，或因報警而使係統處於等待狀態，都會造成運行秤數不足，實際配料量將低於目標值。
我們引人“產量修正係數”的概念，可對此進行自動補償。在運行中磨機的實際台時產量與設定值相比，一般偏差均能控製在小於0.5%的範圍內。
其二，在給料過程中，電子秤不可避免會受到物料衝擊的影響，這種衝擊量的大小與物料粒度、粘滯性和料倉壓力有關，都是隨機變化的。對此，我們采用了自適應調節技術，使係統的控製性能得到進一步提高。
 

靈活的通道切換功能
當正在使用的某一個A/D、D/A模擬量通道，D/O開關量輸出通道出現故障時，用戶可隨時調用“秤群定義”子菜單操作功能，簡單地把故障通道修改為備用通道號，並將其硬件連接線切換到相應的端子上，係統就能即刻恢複繼續運行。該功能在電振觸發板，或微機I/O板卡個別通道出現問題時，處理故障特別方便而快捷。

實用的班次自動轉換功能。
用戶可根據本廠作息製度設定交接班時間，三班製、四班製或四班三運轉等具體交接方式。係統在運行中能按照設定的排班表自動轉換班次，即使在兩次運行中存在停磨的間隔時間也無妨。有了這個功能，日報表和月報表中的分班次統計就能輕而易舉地實現，並且準確無誤不受人為操作的影響。

係統的通訊聯網功能
      隨著自動化技術在水泥行業中的不斷普及，有不少工廠已經在生產過程中采用了PLC控製係統。多功能配料控製係統可作為它們的子係統，通過通訊接口使之與全廠控製係統聯網。這樣就可以充分利用原有自動配料係統的成熟技術，避免不必要的二次開發。針對中小水泥企業的特點，綜合考慮係統的實用性和可靠性，我們選擇確定如下方案：
本配料係統的運行具有集中和分散兩種操作方式：在集中方式下，配比設定、物料瞬時量和累計量顯示，包括來自配料係統的報警和報警應答都能在主控室的監控機上實現；而對不經常使用的秤體標定、係統檢測等功能則仍在配料機上進行。在分散方式下，配料微機的主要運行參數都能在係統主機上進行監視和記錄。這樣涉及係統和軟件的修改工作量最小，完全能滿足使用要求。利用PLC作為通訊控製中心，主控機與配料係統微機通過PLC進行實時的雙向數據傳輸。既充分利用了PLC通訊接口的高可靠性能，又能避免上位機組態軟件對係統動態數據交換DDE之間接口的限製，簡單而實用。在通訊連接上采用了自行研製的完全電隔離的RS-422長線驅動接口，使兩機之間的接地很容易處理，並能實現帶電插拔，在線更換。在軟件上增加數據校驗，加強對通訊出錯診斷，保證傳輸信息正確無誤。同時，在通訊一旦出錯時，配料微機仍能按原指令繼續運行。在係統集中控製狀態下，還設置了實時時鍾校對功能，以保持雙機時鍾同步。
係統配置及主要性能
      多功能微機配料控製係統包括雙懸臂全彈性支承電子秤，工業控製機、專用接口控製電路和淨化電源等四大部分組成。係統應用軟件功能齊全，漢字顯示，圖形清晰，操作簡單。工業控製機、彩色顯示器、電路部分和淨化電源安裝在一個標準機櫃內，機櫃分為8路、12路、16路三種規格。在不使用DA調節功能時最多可配置16台TDC(PCS)雙懸臂皮帶秤。也可用一台微機控製兩台磨機生產，開啟和停止均為獨立控製，互不影響。在一機兩磨時，每台磨最多可配用8台秤。
當用戶選用連續給料方式運行時，需要啟用係統的DA調節功能。若使用調速秤，每台秤需要使用兩個A/D輸入端口采樣，一台秤實際要占用兩個通道，因此最多可全部使用8台DA調節的調速秤。
係統進入運行狀態後，對不同類型的秤執行兩個不同的控製過程：
1. 對帶有電振給料機的雙懸臂皮帶秤，采取連續運行、間斷給料的方式運行，由微機檢測秤的負載，通過開關量輸出控製電振機的通斷，控製給料。
2. 對其它類型的調速皮帶秤或絞刀秤，則是利用微機同時檢測秤體負載和秤的運行速度，通過模擬量輸出信號控製給料量大小或秤台輸送機構的轉速，進行連續PID自動調節。
盡管以上兩種方式的控製過程完全不同，但參與配比的各種物料秤均能聯動工作，以保證配比穩定。對操作者而言，隻需使用前在秤群定義中加以簡單設定而已。
係統主要性能如下：
1. 計量精度與秤麵上物料分布狀態無關，無四角誤差。也即計量精度與給料均勻與否無關，與皮帶或絞刀的運轉速度穩定與否無關，因而不要求物料具有線性的輸送特性。
2. 在間斷給料的皮帶秤或鬥式秤控製中，采取延時稱重方式，保證計量準確，避免應物料衝擊和滯後造成的誤差，動態精度優於其它類型的皮帶秤。根據使用實踐，一般隻需要用標準砝碼進行靜態標定後，就可投入正常運行。不強調必須通過實物動態標定，就能確保計量精度，大大方便了操作。
3. 采用隨動跟蹤技術，保證配比連續穩定。
無論在何控製方式下運行，在設定控製目標值與實際給料量之間，不可避免地總會存在一定誤差。誤差的積累勢必會影響物料配比的連續穩定性。為消除這一誤差的影響，本係統采用隨動跟蹤技術將上一秤（周期）的誤差累計到下一秤（周期）的隨動目標值中進行逐秤補償，使誤差對設定配比的影響減至最小。
4. 隨著係統運行的時間加長，秤體、傳感器、放大電路等設備，器件會發生時間漂移和溫度漂移，造成計量不準。本係統采用定時中斷方式，實現自動檢零和扣除秤底，始終保證計量的準確性。
5. 係統在生產工藝過程中出現故障後即時發出報警，並判斷故障原因以及故障發生部位。如斷料、堵料、空倉、過載、堵轉等。係統發出報警後處於待命狀態，配料過程暫停，完全避免了某種物料出現斷料的可能。

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