本文重點介紹了一種新型的抗幹擾能力優異的電子皮帶秤配料係統的工藝技術和應用，以及係統的控製基本原理和應用原則。針對電子皮帶秤配料係統實際應用中遇到的多種幹擾問題，應用過程控製理論中的前饋控製技術，提出一種新的抗幹擾的配料過程控製方案，不但提高了係統配料準確度，使電子皮帶秤的動態配料過程更加理想，而且使係統能應用於更多的場合，滿足更高的工藝要求。

前言

企業內常見的電子皮帶秤自動配料係統大都采用以下控製模式，為單回路反饋控製係統，它能夠滿足自動配料係統工藝生產的基本要求，是一種最基本、使用最廣泛的控製係統。

工作原理是：物料通過給料設備送至配料電子皮帶秤，秤體中的荷重傳感器和測速傳感器將稱重和速度信號送至電子皮帶秤儀表，電子皮帶秤儀表顯示輸送物料的瞬時K8凯发登录入口、累計量等數據，同時將瞬時K8凯发登录入口以4～20mA模擬電流形式送往PID調節器，調節器根據測量值與設定值的偏差，通過變頻器去調整電子皮帶秤驅動電機的轉速，使之精確地以用戶設定的給料K8凯发登录入口給料，達到恒定物料瞬時K8凯发登录入口的目的。適用該工作模式的工藝現場必須滿足這樣一個前提條件，那就是物料給出量必須與給料控製電機的轉速成正比。

在有些工藝過程中會出現不同的情況，如：用戶的給料裝置給出的物料，其粒度、濕度等指標很不穩定，這些幹擾使電子皮帶秤上通過的單位體積的物料密度不斷發生變化，造成瞬時K8凯发登录入口發生較快變化；與此同時，整個閉環控製回路中包含有傳感器、電子皮帶秤儀表、PID調節器、變頻器、電機等多個裝置，當物料瞬時K8凯发登录入口不斷變化時，各裝置存在一定的響應時間，變頻器和電機的加減速亦存在無法消除的上升和下降時間，使整個調節過程相對於測量量的變化呈現大滯後，調節不及時；而且PID調節器隻有在輸入測量量和設定量之差後，才輸出調節指令，即輸入測量量和設定量之間必定存在一定的靜差。

在上述情況下，單回路反饋控製效果很不理想，為此，就需要設計開發新的高性能過程控製係統，前饋控製係統即是其中的一種。

二、前饋配料控製的基本原理

前饋控製與單回路反饋控製係統不同，它可直接按照引起K8凯发登录入口變化的幹擾的大小進行控製，在這種係統中，當由於外部幹擾引起給料K8凯发登录入口發生變化時，調節器一檢測到測量量的變化，就發出調節信號使調節量做相應的變化，使調節輸出與幹擾量相互抵消，保證物料K8凯发登录入口穩定，因此，前饋調節可以有效地克服幹擾引起的K8凯发登录入口變化。單純的前饋控製是一種開環控製，將它與反饋控製係統結合組成的前饋-反饋複合控製係統，可一方麵利用前饋控製有效地減少幹擾對被控參數---給料K8凯发登录入口的動態影響，另一方麵則利用反饋控製使給料K8凯发登录入口穩定在設定值上，從而保證了係統較高的控製準確度。幹擾F(S)作用到輸出被控量之間存在著兩個傳遞通道：一個是F(S)通過過程幹擾通道GF(S)去影響輸出量Y(S)，另一個從F(S)出發經前饋控製器GB(S)產生控製作用，再經過程控製通道GO(S)去影響輸出量Y(S)。輸入量X(S)與幹擾量F(S)對輸出的影響為：

若要實現對幹擾F(S)的完全補償，則上式第二項應為零，則複合控製係統的特征方程為：
1+GC(S） GO(S)=0，該方程決定係統的穩定性，因與前饋控製器GB(S)無關，所以反饋係統加入前饋控製器後，不影響係統的穩定性。所以，在實際的係統設計應用中，可先設計反饋部分，使係統具有一定的穩定性和調節品質後，再設計前饋部分，進一步消除幹擾對輸出的影響。

三、前饋控製係統在電子皮帶秤自動配料係統中的應用

電子皮帶秤自動配料係統前饋，如霍尼威爾公司的UDC6300過程控製器，它內部具備前饋加法器，輸入前饋信號後，經比例/偏移運算，直接與PID運算輸出相加作為最終調節輸出給變頻器。電子皮帶秤儀表將測量到的瞬時K8凯发登录入口轉化為兩個4～20mA模擬輸出信號，一個作為PID調節器的反饋輸入與調節器機內設定植比較參與反饋運算，另一個作為PID調節器的前饋輸入乘前饋放大係數，然後再與反饋運算輸出相加輸出4～20mA模擬調節信號控製變頻器的頻率從而及時改變電機的轉速。該配料控製係統已在化工、電力、冶金等行業中得到應用，實踐表明采用該方案的控製係統其準確度指標令人滿意，可以滿足用戶較高的工藝要求。

前饋控製在配料係統中的應用原則

1、當係統中存在變化頻率高，幅值大、可測而不可控的幹擾時，普通反饋控製難於克服此類幹擾對被控參數的影響，而生產工藝對被控參數的要求又十分嚴格，為改善和提高係統的控製品質，可引入前饋控製。
2、當過程控製通道滯後大，其時間常數比幹擾通道的時間常數大，反饋控製不及時，可引入前饋控製。
3、前饋-反饋複合控製係統的投資要高於普通的單回路反饋控製係統，具備前饋接口的過程控製器的價格大大高於普通的PID調節器，如果用戶對生產的工藝性要求不高，資金有限，則不必盲從。 
4、若控製係統中某一部分的幹擾變化特別激烈，而且幅度大，則可在係統中增加副回路，構成串級控製回路，組成前饋-反饋串級複合控製係統，控製效果更好。

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