一、前言

    国内各烧结厂大多采用智能电子螺旋秤进行生石灰配料，较好地满足了生产的要求。

    二、智能电子螺旋秤结构和工作原理

    （一）智能电子螺旋秤结构

    螺旋秤由称量框架、荷重传感器、SA201 积算仪，速度传感器及螺旋给料机、星形卸灰阀及连接固定机构、软连接机构、支撑机构、机架等部分组成。

（二） 电子螺旋秤的测量原理

    物料由进料口经叶轮螺旋输送至落料口时，安装于螺旋输送机下面的称重装置(由称重杠杆、十字簧片、称重传感器等组成)，检测到物料的重量并产生一个正比于称重载荷的电压信号送入动态称重仪表，同时由安装于螺旋输送机尾部的速度传感器将输送机主轴的转速信号输入，两种信号经动态称重仪表处理，运算出瞬时流量和累积重量值。

    如果螺旋运输机以匀速v 传送生石灰，螺旋叶片间的物料一般是不均匀的，所以时间T 内的总输送量为T：

其中：q(t) 为单位长度皮带上的瞬时物料重量；v(t)为皮带的瞬时运行速度。

    只需测出q(t)和v(t)，便可得出时间内的物料总重。

三、自动配料系统的构成

    （一）系统主要组成

    本自动配料系统采用PLC 控制技术，其核心控制是" 螺旋秤- 称重模块-PLC- 变频器" 形成的闭环控制，主要设备由智能电子螺旋秤、Modicon TSX Premium 称重模块、高速计数模块Modicon TSX CTY41、Quantum PLC、施奈德变频调速控制器、系统软件CONCEPT2.6、组态软件IFIX3.5 以及上位机等组成。

    流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子螺旋秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID 调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：

    公式中e(t)表示误差、控制器输入，u(t)是控制器的输出，kp为比例系数，Ti 为积分时间常数，Td 为微分时间常数。

（二）称重模块、PLC、变频器之间的通讯

    Modbus plus(即MB+)总线协议是由美国Modicon Inc.开发设计的一种工业数据总线，适用于建立工业实时控制局域网。典型的应用包括过程控制、数据监测、程序上传/ 下载、远程编程、连接操作员接口及主计算机数据采集。(1) PLC：由于Modicon 公司的Quantum 系列PLC 支持Modbus、Modbus plus、远程I/O、Ethernet、Interbus、LonWorks等多种网络连接，且其CPU 模块上一般都集成了Modbus 和MB+ 两个通信端口，故选用该系列PLC(可节省一通讯模块)。(2) 变频器：施耐德变频器ATV58 系列提供了3 种通讯功能：a)集成在本机上的Mobdbus 协议接口(一般用于连接操作面板)。b) 通过附加通讯卡实现的高速通讯接口(如FIFO、Modbusplus、Interbus-s、AS-I、Profibus 等)。(3) 上位机：采用研华工业控制微机，并安装运行WindowsNT 下的FIX 实时监控组态软件作为监控、数据采集及数据管理软件系统的开发平台。该计算机通过MB+ 网络适配器SA85 与MB+ 网络通讯。

    （三）软件配置

    IFIX 3.5 软件是运行于WIN2000 以上的操作平台上的真正的32 位应用程序，使用其内建的强大且实用的各种功能、经过开发人员的丰富的想象和精心制作，使最终的用户程序十分贴切的满足应用现场对上位机系统的各种监视、控制和管理方面的实际要求，并在显示、控制及通讯的速度、实时性和兼容性等方面都有优秀的表现。

    四、结束语

    某烧结厂自动配料系统采用智能电子螺旋秤控制方案后，经长期生产证明，大大提高了配料精度，实现网络化生产管理，取得了良好的经济效益。

参考文献：

［1］董彬，宋婕，李劲松. 烧结圆盘配料皮带秤控制新思路［J］.烧结球团，2003 年第6 期，35～37.

［2］黄金凤，李占贤.基于现场总线的微机配料系统［J］.自动化技术与应用.2002,21(3),35-36.

［3］王建民，孙铁强.工控软件的VC 语言开发及微机配料软件的设计［J］.河北理工学院学报,2002.S1,25-27.
 

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