本文对基于CAN总线智能控制器的水泥配料系统进行了改造和设计，大大提高了水泥配料的准确性和产品质量。经过两年的使用，得到了用户的认可:该系统可靠性高，界面简单直观，操作简单，维护方便，衡器控制精度高，保证了水泥产品的质量和产量。同时，由于变频控制的结束，实现了企业节能减排的环保指标，为企业创造了良好的经济效益。通过改造设计，该系统已成功应用于钢铁配料烧结生产线，并可应用于其他需要连续称重配料的场合。
概述。
由于电子称重技术、传感器技术、通信技术、计算机和网络技术的快速发展，现代工业配料控制系统对电气设备控制的自动化和智能化要求越来越高。目前使用的计算机配料系统大多以工控机控制系统为主，现场信号经过模拟放大后用采集板传输到工控机系统。这种配料系统存在控制精度低、抗干扰能力差的缺点。而且这种传输方式用电线多，现场安装工作量大，投资高。操作人员不了解控制室现场设备的工作情况，因此无法调整参数和测试故障。因此，需要一套设计高度人性化、可靠性高的智能控制监控系统，能够在正常和事故情况下对设备进行监控、保护和控制，集中监控现场工况和远程传输数据，为调度室和决策层等管理人员提供现场数据，使管理人员能够直接了解整个生产情况，避免人为篡改数据，减少管理人员不必要的工作量。近年来，随着现场总线技术的不断完善，现场应用效果良好，得到了市场的认可。下面重点介绍具有CAN总线功能的水泥自动配料监控系统配料控制仪的设计和应用。
基于CAN总线的水泥配料系统设计。
控制器局域网总线是当今五种最流行的总线之一。最早由德国某公司提出。它采用了ISO/OSI模型的物理层编号、数据链路层和应用层，以及硬件数据自动识别机制。它具有传输距离长、抗干扰能力强、可靠性高的特点。由于CAN总线采用面向数据而不是面向节点的数据传输机制，网络节点数量大，网络设备的特性可以任意增减。CAN总线通信最大速率可达1Mbps；当传输速率为5kbps时，采用屏蔽双绞线，传输距离可达10km，数据传输可靠性高。
设计配料控制系统时，应注意以下几点:
1.为了匹配阻抗，应在总线两端增加120ω终端电阻。这种母线匹配电阻在长线传输中尤为重要。如果总线电阻不符合标准，会造成很多通信问题。
2.CAN总线适配卡或CAN总线通信模块(型号:NH-380)配有光电隔离器，可以增强系统的抗干扰能力。
水泥配料控制系统的组成。
在混凝土配料系统中，水泥原料的配料和计量一般采用皮带秤、给料机、螺旋秤等连续计量设备。
1.配料控制系统的总体结构。
系统采用B/S模式，实现远程访问和现场控制功能。通过配置B/S模式服务器，所有连接到本地局域网的授权用户都可以随时登录服务器查看和打印数据。为了保证系统的安全性，为客户提供了具有用户权限的访问模式，权限不合理的用户可以进行不同级别的数据操作。
系统上位机服务器负责各智能控制器的参数设置、启停操作、变频器参数设置、配料数据采集、数据处理、现场数据查询和打印等。还负责为企业管理层提供Intarnet信息和数据服务，随时掌握系统运行情况，提供不同的运营权限，提供数据安全服务。系统配置采用西门子200PLC，通过专用通信电缆进行数据通信；操作台通过CAN总线适配器与智能控制器连接，连接介质为屏蔽双绞线，保证了系统的抗干扰能力，提高了系统的安全性能。每个控制器控制一个皮带秤或螺旋秤。
自动配料系统的设备配置与控制。
该系统包括三个恒速电子皮带秤，由圆盘给料机控制。两个可调速皮带秤，通过调节带式输送机的速度进行进料控制；1台螺旋秤，通过进料螺杆和计量螺杆构成配料控制。智能控制仪表是秦皇岛某电子有限公司生产的NHZK820皮带秤控制仪表..在控制过程中，给料机输送的物料主要由皮带秤和螺旋秤计量。NHZK820皮带秤的控制仪表接收称重传感器的称重信号和速度传感器的速度信号，经处理后转化为累计值和瞬时流量，并将累计值和瞬时流量信号传输给工控机(上位机)进行数据现实和存储。由于控制器具有智能PID调节功能，水泥配料系统中省略了独立的PID控制器，简化了系统设计；通过该控制器，可以直接调节变频器来调节给料机的给料速度，并可以控制瞬时流量和阶段累计，为提供可靠的产品质量提供了技术依据。
系统的参数和运行过程可以通过工控机进行设置和监控，通过读取控制器状态可以实现设备的运行状态，并且可以手动修改控制器的PID参数值，实现灵活的手动控制。由于NHZK820皮带秤控制器具有智能PID调节、LCD显示、汉字提示信息、显示信息丰富直观、可同时显示累计量和瞬时流量等特点，使得整个系统操作简单、控制可靠，实现了高度自动化、图形化的操作系统，形成了六个相对独立、相互关联的闭环控制系统。
混凝土配料系统上位机及其监控软件。
(1)成分。
系统上位机采用工控计算机、英特尔2.0G处理器、512M内存、80G硬盘、52X光驱、19英寸液晶显示器、WINDOWS2000操作系统和NH-380CAN总线适配器。
(2)B/S模式配料控制软件功能。
操作站主要用于集中监控、数据记录、参数设置、定期存储、报表打印、厂级信息服务等。手动/自动开关置于操作站，实现现场设备手动/自动操作转换；同时，操作站对其他部门有不同的权限，将现场数据传输到调度室、经理室、材料室等不同部门。各级人员可以在上位机上直观观察设备的运行状态、生产过程中的实时数据和历史数据，并根据不同权限对数据进行处理、存储和打印。通过对这些实时数据的收集和处理，我们可以直接了解整个生产情况，避免以往数据理论的造假现象和管理人员获取数据并现场纠正带来的不必要的工作量，从而充分提高产品的质量和生产效率，发挥人力物力，实现高度自动化的控制。
(3)编写配料软件。

工作站软件采用目前工控软件开发中流行的VB6.0作为开发工具，充分利用WINDOWS提供的COM组件功能和较好的图形界面开发能力，可以轻松构建自己的数据采集系统，但可以实时显示现场信息的采集情况，并根据现场仪表返回的设备运行状态在软件操作界面上实时模拟现实，让操作人员及时掌握其他现场设施的运行状态，监控生产情况。软件通过WINDOWS提供的通信控制与智能控制器、变频器、PLC进行通信:实现智能控制器的数据读取和改写；读取可编程控制器的输入输出状态，发送输入输出指令；变频器参数的设置和读取；具有数据存储、报警和信息存储、故障查询和打印功能；配置画面真实反映实时状态；软件具有很强的控制功能，可以实现设备的独立启动和延时启动。单秤输出可以通过操作界面单独设置，也可以通过全站仪时根据配料百分比自动修改输出，适应性强；软件有不同的访问权限，允许不同权限的人操作不同的内容；该软件可根据水泥配料系统设定的换班时间实现自动换班和数据保存功能。其软件主要表现在:系统功能设计、实时数据采集与存储、交接班、历史数据查询与打印、数据库维护等。
1.水泥配料系统的功能设计。
系统功能设计是针对整个系统的设计需求，是整个项目的第一步，决定了软件的整体运行模式、功能和数据库选择。
2.实时数据收集和存储。
实时数据分布式控制系统是一个重要的组成部分和控制核心，它完成了所有被监控点的采集和存储，以及实时曲线的绘制。并提供屏幕显示数据和网络服务数据。
3.交接班的设计与实现。
系统排班时间可以自行设置，根据设置的排班时间完成自动排班管理和排班数据统计。
4.历史数据的查询和打印设计。
历史数据存储组应提供报告打印数据和历史曲线数据。
5.数据库维护的设计。
随着系统运行时间的增加，数据库的内容会变得庞大，需要及时导出和清理数据。当系统数据库出现问题时，系统无法正常运行，可以通过数据结构恢复操作恢复损坏的数据库结构，快速恢复和维护系统。
6.运行操作。
系统安装完成后，用户可点击左侧菜单或进入开始菜单的软件操作界面。启动批处理程序后，需要输入用户名和密码。只有输入正确的用户名和密码后，配料系统才能正常输入。否则，如果用户名或密码连续输入六次，系统将被锁定，只有超级用户进入系统后才能解锁系统。进入水泥配料系统后，首先进入系统监控界面，用户可以使用鼠标或快捷键进行实时曲线、历史曲线、数据统计、打印等操作界面。

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