1.前言

本文介绍了冶金行业镁砖自动配料控制系统的控制要求、控制方案选用、硬件设计和软件设计．使用S7—200系列可编程序控制器(PLC)代替原来的继电器控制逻辑，实现了配料的自动控制．该控制系统采用标准化、系统化的设计．组态方便．系统可靠，取得了较好的现场应用效果．
自动配料是建材、冶金、化工、饲料等行业生产过程的重要环节，其控制系统在工农业生产中的应用十分广泛⋯．随着产品质量要求的不断提高，人们对各种成分原料的配比也提出了更高的要求，同时也要求配料控制系统具有更高的自动化和智能化．为了满足这些要求，需要一套经济实用的分布式微机配料控制系统．
一般情况下配料现场的环境较差，而且控制过程复杂，不适合人工现场操作．因此，为了保证配料的速度和一致性，近年来生产企业广泛采用了自动配料系统来代替人工进行配料．早期的自动配料系统大多采用单片机控制，使用简易键盘和LED数码显示作为人机交互接口．这种系统具有结构简单、成本低廉、可以满足一般的配料要求等优点，但也存在人机界面差、扩展能力低、无统计查询管理功能等不足之处．随着工业生产自动化和信息化程度的不断提高，这种自动配料系统越来越难以满足现代工业生产的需要，各种新型自动配料系统也因此不断涌现．这里介绍一种采用分布式结构的自动配料系统，该系统不仅可以按照配方自动进行配料，而且能够将分布在不同地点的配料装置通过I85总线连接起来，接人PC机进行集中监控和管理。
2，设计实例
2．1，项目介绍
镁砖配料是镁砖生产的一项重要的原料准备工作，配料准确与否直接影响炉子的化学反应、电炉的操作稳定性和炉衬的寿命，因此，正确的配料是镁砖电炉正常运行的重要条件。项目采用了一种全新的自动配料系统，它是上下位机的结构模式：以PC机作为上位机，PLC作为下位机．
分布式自动配料控制系统不仅具有基本的自动配料控制功能，而且通过RS485总线将分布在各处的配料单元连接起来，可以在上位计算机上进行集中监控以及配方等数据的管理，具有结构灵活、人机界面好、集控制和管理于一体等优点．实践证明，该系统功能全面，工作稳定可靠，性价比高，可以满足各种配料生产的要求，具有较大的推广应用价值．
2．2，控制要求
1)配料系统的自动控制和手动控制功能_4j．自动控制方式由操作人员从键盘输入物料配方和其他控制参数，自动完成工艺流程控制．具体动作如下：2个配料车行走控制(左行、右行、左慢行、右慢行等行走控制)，配料车的进料(大斗和小斗的上密封动作，除尘动作)和卸料控制(大斗和小斗的下密封动作，大斗和小斗的底门动作，除尘和振打动作)，给料机控制(72个料仓的给料控制)．
手动控制方式，是由操作人员从键盘输入物料配方和其他控制参数以及具体的控制要求，分步进行操作的控制．
2)无线通讯方式(自由口通讯方式)．系统采用的是无线通讯方式，硬件选用的是TDS—PA01．通讯方式采用的是自由口通讯方式．
3)配料设备运行故障状态报警和报警记录查询．监控软件监测各执行机构运行状态，能够对各种故障进行应急处理并报警提示，从而快速排除故障．同时系统灵活多变的控制方式也给故障处理提供了方便．
4)给料落差值自动补偿功能．在配料过程中能自动修正空中飞料的称量，提高了称量精度．
5)全过程系统运行状态监控显示功能．由显示器动态显示物料质量及各执行机构运行状态．
6)生产管理以及报表打印．该功能用于对生产进行管理(如配方管理等)以及报表打印．
3，控制方案及系统构成
3．1，控制方案
系统总体方案基于集散控制系统的思想，以集中控制和分散管理为指导原则．选用计算机和PLC构成上下位机的结构形式，从而实现系统控制目标．硬件部分包括上位机设计选用、下位机设计选用、通信硬件设计选用．上位机设计选型本着经济实用、满足要求的原则，通过比较工控机、品牌机、个人电脑，决定选用适合于工业生产环境的工控机，以满足系统管理的要求．系统中下位机的功能主要是完成生产控制，考虑到现场控制所受的干扰大，并且系统控制精度要求较高，通过对比分析，选用了西门子公司s7—200系列的PLC，它的高可靠性可以很好地满足控制要求．通信硬件选择的是无线通讯设备．软件设计采用STEP7一Micro／wIN32编程软件作为开发工具．
控制方案及系统结构
系统共有72个给料仓，每2个料仓为1组，公用1个下料口(即1号料仓和2号料仓公用1个下料口，3号料仓和4号料仓公用1个下料口，依此类推)．其中25号料仓到48号料仓里为粉末料，其余料仓为颗粒料，粗颗粒料仓给料方式采用振动给料机，超细粉料料仓采用螺旋给料机．
2台配料车在同1个轨道上行走，分为左行、右行、左慢行、右慢行等行走动作．
每台配料车占用3个停车位，共有36个停车位和左右各1个避让空车位．配料车为2斗2秤，分为大斗和小斗，大斗容量为700kg，小斗容量为300kg．正常情况下，25号料仓到48号料仓用小斗配料，其余料仓用大斗配料．如果配料全部是粉料，则选择25号料仓到48号料仓；如果全部是颗粒料，则1号配料车选择1号料仓到24号料仓；2号配料车选择49号料仓到72号料仓；如果配方中有颗粒料又有粉料，则1号配料车和2号配料车在给料时将有重叠的部分，两车为避免碰撞，需要避让，在路径选择上需要考虑．
3．2，系统构成
3．2．1，硬件
1)给料部分．给料部分是从料仓向称重设备中加料的执行机构，选用电磁振动给料机、螺旋给料机、双速电磁阀．
2)称重部分．称重部分由传感器、标准连接部件、接线盒和称量斗组成，与称重仪表一起进行物料的称量以及误差的检测．
3)排料设备．排料设备由排空阀门、电磁振动给料机、电气振动阀门组成．
4)控制系统．配料控制系统由称量仪表、上位工控机、CRT显示装置、可编程序控制器、无线通讯设备及其他控制器件等组成。
5)校秤系统．配料系统传感器应定期进行调校，以保证系统配料精度．
3．2．2，配料车软件和通讯软件
采用STEfy7IN32对系统进行编程．
分析如下：首先开始进行各种初始化程序，对各存储器的参数进行初始化，然后进行行车计算，当前位置不等于目标位置时，进行左行和右行操作，继续判断当前位置大于或小于目标车位，进而判断是左行还是右行；当前位置等于目标位置时，进行左慢行和右慢行的操作，当目标车位是大斗对齐，而当前是小斗对齐时，则左慢行，反之则右慢行．当目标车位和当前车位相同，同时大斗对齐，小斗对齐也满足时，则停车行走过程结束，进行定量给料或卸料操作．
判断停车位是进料车位码还是卸料车位码(进料和卸料的车位有重叠的部分，为了避免混淆，采用不同的车位码)，从而实现进料或卸料操作．实现下混仓的流程与进料流程类似，这里不再赘述．
3．2．3组态软件
WINCC(WindowsControlCenter)是公司专门为其工控产品配套编制的工业生产过程组态软件，是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中心系统[5J．它具有开放型、全图形化的人机操作界面，组态方便，操作简单，能提供给用户直观的人机交互界面(HMI)，并可以通过界面形式模仿跟踪实际的生产流程；具有监测、显示生产过程中的参数、消息、报警、归档以及报表的功能模版
4，结论
该镁金属自动配料系统解决了以往系统的诸多不足，其配料精度符合要求，在恶劣环境下能长期、稳定地运行，具有较高的可靠性和良好的抗干扰性．

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除

深圳市卓禾仪器有限公司是一家专门从事称重仪表和全自动包装码垛生产线的研发及生产的高新技术企业，所生产的JY500系列称重显示控制器（包括配料秤仪表、皮带秤仪表、包装秤仪表、重量变送器等）高速高精度，使用寿命长。卓禾仪器有十数年的现场校验经验，在业内有良好的口碑，且有专门的售后工程师帮忙解决产品使用过程中遇到的技术问题，客户可以放心省心顺心的使用我司的产品。如果对我司的产品感兴趣，欢迎咨询。