0 引言

配料控製器作為自動配料控製係統的核心設備在混凝土等生產中應用廣泛。配料生產啟動後，打開進物料倉的閥門，計量鬥上安裝的稱重傳感器將重量信號轉換成電壓信號送入配料控製器，經計算得到當前重量值；當稱量值接近於配方中料的設定值時，關閉閥門，待空中飛料全部落入計量鬥後，開始第二種物料的配料，以此類推，完成配方中所有物料的稱量控製。針對現有的配料控製器普遍存在空中飛料控製不準和測量精度不高的問題［1］，本文采用迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法，選用24位高精度A/D轉換器，設計出一款新型配料控製器，獲得了較為理想的配料精度。

1 采用迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法提高配料精度

實際生產過程表明，配料控製過程具有較強的重複性，同時又受諸多因素(如物料性質、進料衝擊、給料機的振動、旋轉慣性等^［2］)的影響，難以建立配料控製過程的精確數學模型。迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法不依賴動態係統的精確數學模型，對重複性運動的非線性被控對象可以進行有效的控製，算法簡單、適應性強^［3］，適用於配料過程的控製。

給料門在t開時刻開門，在t關時刻關門，開門後在t₀時刻物料落到計量鬥，關門後在t₁時刻空中飛料全部落入計量鬥。根據迭代K8凯发大酒店天生赢家控製的思想，每次配料過程中，要在時間區間［t₀，t₁］上給定期望軌跡yd(t)，再尋找輸入控製量u(t)，使得在該控製作用下實際配料重量在［t₀，t₁］上逼近yd(t)。本文采用P型迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法，選取關門提前量u為控製量，控製量的初值u1一般為配方設定值k的25%。第一次K8凯发大酒店天生赢家，當計量鬥內實際配料值達到W1=k- u₁時，貯料倉的給料門關閉，實際配料值與給定期望軌跡存在誤差e1=k- W1。設定新的控製量u₂=u₁+k_pe₁，其中k_p為P型迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法的迭代K8凯发大酒店天生赢家因子，經過足夠多次K8凯发大酒店天生赢家後，可實現實際輸出逼近期望輸出，使配料精度滿足相關行業標準^［4］。

采用MATLAB對配料過程進行仿真，選取配方設定值k=800 kg，關門提前量u₁=200 kg，迭代K8凯发大酒店天生赢家因子k_p分別為0.2、0.5、0.8、1.5，仿真結果如圖3所示。可以看出，當迭代K8凯发大酒店天生赢家因子k_p較小時，控製量u平穩緩慢地接近理想範圍，但K8凯发大酒店天生赢家次數很多。當k_p較大時，u可以很快地靠近理想範圍，但波動很大，不容易收斂到理想值。P型迭代K8凯发大酒店天生赢家控製算法是基於偏差進行調節的，k_p可以減少誤差並加快響應速度，但是k_p又受到係統穩定性的限製，不能任意增大。為了保證係統具有較快的響應速度和較好的穩定性，可在控製量u遠離理想控製範圍時，采用較大的迭代K8凯发大酒店天生赢家因子k_p，使u較快接近理想控製範圍；之後改用較小的k_p，使u平穩地收斂於較優值^［5］。通過大量仿真實驗，選取迭代K8凯发大酒店天生赢家因子k_p滿足式(1)，可以取得較為理想的配料控製效果。

在經過15次迭代後，最終配料結果就可平滑收斂到配方設定值。

2 配料控製器的硬件設計

配料控製器的硬件采用模塊化設計，其中CPU采用單片機ADμC845，8052內核，內部集成10路24位高精度AD轉換器，且內含62KFlash/E2程序存貯器，4KFlash/E2數據存貯器，2304字節數據RAM。此外，ADμC845的串口還具有程序下載功能，十分適合小體積低功耗的儀表應用。

3 配料控製器的軟件設計

配料控製器的軟件采用一種前後台的編程方式。後台一直死循環輪詢，前台處於等待中斷的狀態，一旦中斷發生，跳出後台的輪詢，進入中斷服務程序，中斷處理完後，又返回後台進行輪詢。

其工作狀態分為正常稱重狀態和配料狀態。前者稱重並顯示當前料重；後者自動根據配方設定值順序完成多達4種物料的配料。配料控製器由單機和聯機2套控製方式，單機控製時，用戶采用按鍵和生產啟動按鈕控製；聯機控製時，屏蔽按鍵控製功能，由上位機通過串口進行控製，同時控製器可將當前稱重值實時傳送至上位機進行顯示。

4 結語

(1) 采用ADμC845為CPU設計的智能配料控製器，具有體積小、精度高、係統開發成本低和開發周期短等優點，在不修改硬件的前提下，軟件可實現二次升級。

(2) 該配料控製器功能完備，集稱重顯示與配料控製雙重功能於一體，係統參數具有掉電保護功能，還可通過串口與上位機聯機使用。

(3) 樣機調試表明，配料控製器的線性度較好，可靠性高，達到預期設計目標，具有應用價值。

參考文獻:

［1］ 任德均.提高微機配料控製係統精度的應用研究［J］.自動化儀表，2004,25(8)：22- 25.

［2］左文軍.配料係統計量準確度的檢測分析［J］.築路機械與施工機械化，2002,19(4)：40- 41.

［3］謝勝利.迭代K8凯发大酒店天生赢家控製的理論與應用［M］.北京：科學出版社，2005.

［4］GB 14902- 2003，中華人民共和國國家標準預拌混凝土［S］.

［5］趙升噸.迭代K8凯发大酒店天生赢家法在開關式液壓閥位置控製中的應用［J］.西安交通大學學報，2003，37(5)：523- 526.

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除