化工生产是社会工业的重要组成部分，现代自动化技术在其中的应用是极其广泛的。在现代先进的自动化连续生产中，多种原料之间的准确配比是生产的重要环节，它不仅直接影响到产品的质量，而且影响生产效率和成本。配比的准确性在自动控制中关系到流量信号采集的问题。在防爆级别要求高、强腐蚀介质等条件下，必须采用特殊的流量计检测物料的流量，完全可以实现流量信号采集，但这种流量计价格昂贵。所以，在自动配比控制系统中，综合性能价格比，选用价格昂贵的流量计并不是最优方案，而选用称重设备，通过软件程序处理，将重量转化为流量信号，不失为首选的可替代的控制方案。

1自动配比控制系统综述

全集成自动化（TotallyIntegradedAutomation）是面向通用控制系统的一种控制理念，自九十年代中期提出以后，在现代自动化控制领域所占地位日渐上升，已逐步取代传统的控制理念。传统的控制系统，根据被控对象的不同，可分为两类：针对逻辑控制的电气控制和面向连续生产的过程控制，电气控制处理的是各离散量之间的逻辑关系，一般采用可编程控制器（PLC）实现控制，而过程控制主要是各模拟量的检测与控制，一般采用各种气动仪表和电动仪表，随着计算机技术及大规模集成电路的普及，比较大的控制系统采用集散控制系统（DCS）。这两类控制之间有不同的控制思路和技术内容，在控制系统要求既有逻辑控制，又有模拟控制的情况下，两者不能很好的协调，不能实现各种数据之间的统一通讯，对企业来说，既增加了设备维护的困难，又增大了设备投入。wincc组态软件在全集成自动化控制系统（TIA）中是一个功能强大的全面开放的监控系统，此软件支持Microsoft公司的Windows环境，具有ODBC、OLE、OPC等标准接口，数据库采用SyBASE，兼容性好，适合应用于汽车、化工、冶金、环保、轻工、食品、制药等行业，在具有称重设备的自动配比控制系统中的应用更为广泛。

1.1系统组成及硬件设计

自动配比控制在连续的自动化生产中有非常重要的作用，在连续生产的过程中，要求在保证生产连续正常的情况下，实现降耗提量的目的，这就需要准确的对涉及到的各种参数（包括离散量和模拟量）进行检测，通过编程组态，实现工艺上的控制要求。

全集成自动化控制系统（TIA）基于先进的个人计算机技术，操作员站（上位机）采用界面友好，功能强大的WINCC组态平台，通过过程现场总线（MPI）与具有可实现逻辑控制、模拟量控制双重功能的可编程控制器（PLC）进行通讯，PLC通过过程现场总线Profibus协议，与遵循Profibus通讯协议的称重设备进行数据交换。

全集成自动化控制系统（TIA）的工控机，为确保自动配比控制系统的可靠运行，其配置最低为：PⅢ处理器，1GHZ主频，256M内存，20G硬盘，以及光驱、软驱、键盘、鼠标等，操作系统最低为windows98，必须装载OFFICE98以上软件。其下位机选用带导轨的模块化的可编程控制器PLC，因需要与上位机和称重设备进行数据通讯，所以可编程控制器的CPU模块必须具有两个Profibus-DP口通讯接口，根据控制的实际情况，配置相应的输入和输出模块。称重设备包括称重变送器、称重传感器、称重执行机构。可含计量控制主机（上位机）、称重软件（计量软件/控制软件）、plc称重控制仪表、称重传感器、称量仓（也称作斗式秤、仓式秤，方式可以是增量秤和减量秤）。

操作员站wincc监控界面做自动配比控制系统的上位机，通过MPI现场总线，与可编程控制器PLC的通讯接口Profibus-DP口经由通讯电缆相连，可编程控制器PLC的另外一个通讯接口Profibus-DP口也通过通讯电缆与具有Profibus-DP口，遵循Profibus通讯规约的称重设备的二次仪表Parther连接，称重设备之间的通讯由于其二次仪表遵循Profibus通讯规约，所以通过过程现场总线（MPI），其相互之间与编程控制器可以实现数据之间的通讯。可编程控制器PLC通过Profibus-DP通讯接口接收称重设备的二次仪表传送过来的重量信号，在中央处理器CPU模块中，通过软件编程，将称重设备的重量的数字量信号转化为模拟量信号，再进行必要的软件设计，就可以将重量信号转化为流量信号。

1.2软件设计

利用称重设备采集流量信号的自动配比控制系统的软件设计技术难点在于重量信号向流量信号的转化，可编程控制器PLC具有数据运算和PID调节的功能，称重设备的二次仪表Parther能准确的即时检测重量信号，这就确保了流量信号的准确测量。

利用称重设备采集流量信号的自动配比控制系统的软件设计主要分阶段：软件总体思路确定、软件设计编程与调试、水试和生产试运行。

1）软件总体思路确定。根据工艺流程和控制条件，确定需要检测和控制的工艺参数，各被控制参数之间的关联和互锁，在此基础上，根据原理图，统计所需的数字量输入、输出以及模拟量输入、输出的地址，确定重量信号转化为流量信号的设计思路，以及PID控制回路的设计方案，画出总体程序流程图和中断子程序流程图。

2）软件设计编程与调试。根据所确定的设计思路，编写上位机监控软件和下位机控制软件，进行上位机和下位机软件之间的Profibus通讯协议设置，在此基础上，对所编写的软件进行初步调试，进一步细化控制条件，优化控制软件的质量。

3）水试和生产试运行。程序编写、初步调试以后，在现场首先进行水试，修正所出现的问题，进行反复的水试修正，直到所编写的软件满足现场工况条件的要求。在水试完成以后，生产投入试运行阶段，进一步修正实际生产中所遇到的问题，使上位机监控软件和下位机控制软件与生产现场的实际情况相符。

2称重设备在自动配比控制系统应用经验

利用可远传的称重设备，将重量信号采集到控制系统，经过程序设计，转化为流量信号，来代替流量计，在现代控制理论中，是一个先进的控制理念，在某些特殊的生产工况条件下，是一先进的控制方案。在生产实践中，针对不同工艺条件的工况，设计的带称重设备的自动配比控制系统，其稳定性、连续可靠性都取得了满意的效果，系统运行正常，实现了各原料之间的准确配比，达到了工艺所提出的节能降耗，提高产品质量的控制要求。

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