0引言
目前，连续输送配料电子皮带秤在肥料、化工、建筑等行业得到广泛应用，其称量部分安装于输送机架上，通过检测两托辐间物料重量以及皮带速度,计算出物料流量，由称量控制仪表调整皮带速度，即可达到定量配料的目的。这种称量方式受制因素较多，会受到皮带速度、皮带长期运行松紧程度、皮带跑偏、托辐摩擦力、机架应力、环境等因素的影响，其称量配料精度收获机使用方便、性能可靠、收获质量高。试验人员对大白菜收获机破碎率、漏收率、收获效率进行了检测和计算,结果显示各项性能指标均达到国家标准。
1工作原理
如图1所示，双皮带连续输送配料电子秤由料仓、供料裙边皮带、称量裙边皮带等组成，料仓物料由供料裙边皮带送出，通过进料漏斗落入称量裙边皮带。称量裙边皮带上安装有称量传感器，由于称量裙边皮带不与料仓接触，减少称量干扰量，从而提高了称量精度。供料裙边皮带由变频器控制，称量裙边皮带定速运行。通过调整供料速度来稳定称量裙边皮带上的物料量，以达到设定送料量的要求。

1.料仓2.料仓插门3,供料裙边皮带4.供料皮带减速机5,进料漏斗6,称量裙边皮带7.挡带轮8,称量传感器9.称量皮带减速机10.刮料板
图1双皮带连续输送配料电子秤

2称量控制算法
称量控制器设定配料秤单位时间的供料量，除以皮带上物料运行时间，就是称量皮带的控制目标重量。在正常状态下，调整供料皮带到一定供料速度,就会使称量皮带上的物料到达目标重量。但事实上，即使供料皮带的速度不变，由于物料的流动性变化，也会引起出料量的波动，从而影响称量皮带上物料的重量变化。要根据称量皮带上实测的物料重量及时调整供料变频器的频率，改变供料速度,使称量皮带上的物料接近控制目标重量。所以，找出控制算法成为该配料秤设计的关键。
由于称量时物料在称量皮带上运行时间较短,PID算法中的积分量并非实际的物料状态，故PID算法不适合双皮带连续输送配料电子秤的称量控制要求。通过对配料秤的动态分析,以每秒为单位切割供料过程，建立数学模型，如图2,称量皮带上的物料是t时间内（t为皮带上物料运行时间）的供料量，而在t秒前的供料已经送出。在正确分析了供料过程后，提出控制算法。
供料方向
购裙边皮活
物料流动方向
称昼裙边皮带
图2供料过程数学模型
该算法的控制目标是供料电机的频率。通过对称量皮带上实际物料重量与控制目标重量进行对比，实时改变供料频率,使实际物料重量与目标重量一致,从而达到设定物料供料量的目的。
设称量皮带上物料运行时间为t/s,以每秒记录一次给料频率值F,和皮带上的称量值Q,其频率总和Fc为
F°=*F、    （1）
式中t—物料在皮带上运行时间（s）；
硏一每秒的供料频率（Hz）；
F。一频率总和（Hz）。
其平均频率F,为
F
F，==    （2）
式中虬一平均频率（Hz）。
平均频率的意义是:如果按平均频率史的频率运行,则在正常运行条件下该时段皮带上的物料重量为Q值。
在给料初始阶段时的计算方法：
在给料的初始阶段，物料输送时间为几，其中n F
尸    （3）
n
式中n—开始供料时间（s）,小于to
而控制目标重量应为
Qxn
t
那么控制目标频率F/Hz的计算方法为
尸=知22^=_（4）Q.tnxQattxQ„v
其结果与（4）式相同，由此得出结论，在供料开始阶段与正常阶段，其目标频率的计算方法相同。
在计算出目标频率后，及时向供料变频器发出频率指令，供料皮带按新的频率供料，直至下一个计算周期。通过不间断的修正供料频率，保证称量皮带上的物料稳定到目标重量，从而保证物料按设定配料量连续供料。

由于在实际供料过程中，每秒供料量不能直接测得,只能检测到称量皮带上的物料量。在开始称量阶段，供料时间小于物料在称量皮带上的运行时间，其每秒供料量通过以下方法获得
Q=    (5)
式中Q—当前一秒的供料量(kg);
Q一当前称量皮带上的物料量(kg)；上一秒皮带上的物料量(屈)。
在正常称量阶段，每秒钟称量皮带上有物料送出，同时由供料皮带供料，其每秒供料量通过以下方法获得
Q=0-(如-Z)    (6)
式中Q。一称量皮带送出的物料量。
将每秒供料量相加，就得到出料量。当出料量达到设定值后，停止给料皮带给料，称量皮带再运行t/s后，等称量皮带上的物料全部送出后停止，一次给料过程完成。
该算法适合于不间断连续配料，也适合于分批配料(如每批配料500kg)的配料系统。
3控制线路及软件设计

连续输送配料控制部分由JH358称量控制仪、称重传感器、供料变频器、称量接触器等组成。称量皮带由接触器控制定速运行，上面安装称重传感器,传感器信号送入称量控制仪;供料皮带由变频器控制,变频器的频率由称量控制仪通过RS485设定,控制供料量。配料生产线一般有5~9个料仓，每个料仓配有独立的连续输送配料电子秤,PLC协调控制各配料秤的启动停止动作，同时控制生产线上的输送机、提升机、混料机等。触摸屏上显示生产线上各配料秤的状态、称量值、参数，并记录各料仓的配料量、总配料量，统计出每天或每班的生产量、各料仓用料量等。
我所自主研发的“JH358称量控制仪”，釆用AVR单片机ATmega32CPU、24位AD转换器CS1180、集成传感器电路、滤波电路、输入输出接口控制电路、RS485接口电路、电源电路，前面板为8位LED数码管，显示称量状态、称量值及参数值,4个按键用于修改参数和调试操作,是一款集检测、显示、控制为一体的智能控制仪表。
JH358称量控制仪使用AVRGCC编程语言，编程调试环境AVRStudio4.16,图3为控制算法部分的程序框图。
如果称量皮带上物料运行时间较短，也可以按0.5s分割计算,其算法相同。
在程序中还加入缺料检测，在出现断料情况下停机报警，加料或处理料仓结拱后,再次运行。
称量皮带每次运行前都进行清料置零,保证称量准确度和系统稳定。

4应用
使用此控制算法的一条年产10万吨5仓连续配料生产线和两条年产15万吨5仓连续配料生产线已经在陕西赛众科技有限公司、渭南举众科技有限公司运行投产，生产线采用5组连续配料控制秤,PLC集中控制，触摸屏显示称量实时值、统计量，已经运行1年以上,完全达到了设计要求，用户非常满意。
5结论
此控制算法简洁明了，易于编程，在实际应用中调节反应及时准确，经检测和用户长期运行考核，配料准确度达到0.2级,也验证了控制算法符合该配料秤的称量过程，准确有效。

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