本文介绍了重庆某水泥厂的水泥磨配料系统基于可编程控制器进行改造设计，提高系统的称重配料精度。
在水泥生产工艺中，水泥磨的配料是非常重要的一个环节。我厂9台(Φ2.2m×11m)水泥磨全部实现微机配料后，经过一段时间的使用，取得了较好效果，但也发现这种用8085微处理器控制的配料系统设计还存在以下不足之处。
　　(1)由于采用8085、8155民用级芯片，可靠性不高，在这种粉尘环境之中很容易损坏，常常出现不配料或显示出错等故障。
　　(2)由采用拨盘设定比例，拨盘使用一段时间后易坏，常常出现SO3不合格。
　　(3)微机配料系统本身抗干扰性较差，由于受厂内的设备起停、电网电压波动等干扰，有时会出现计数出错，配料顺序出错等故障。
　　(4)由于软件设计本身存在的缺陷，时而会出现关门后长时间不配料或配料中途出现死机。由于软件采用汇编语言程序设计，一般维护人员无法现场修改程序。
　　针对以上问题，我们采用可编程控制器PLC替换8085微处理器，对控制系统进行了改造。
1　系统工艺简介
　　此配料系统采用的是静态斗式配料秤。所采用的工作方式为间断配料，连续入磨。一斗料为800kg，由三种物料组成：熟料(>70%)、混合材(<20%)、石膏(<10%)。由于熟料占的比例最大，分2次配料。 　
2　配料系统改造方案
　　(1)用FX2系统PLC主机替换原8085微处理器；
　　(2)采用FX系列专用A/D模块进行模数转换；
　　(3)用FX-30DU数据传输单元取代原LED显示；
　　(4)改拨盘设定修改比例为FX-30DU按键修改；
　　(5)采用FX-ADP通讯模块实现PLC与上位机联网，使每班产量、细度、SO3合格率等指标定时、自动地打印出来，从而实现生产管理的自动化。
3　PLC的配置
　　采用日本某公司的一台FX2-32MR主机和一个FX-4AD模块，一台FX-30DU数据传输称重显示器，一个手持编程器，以及一个标准毫伏放大器和一个RS232ADP通讯接口模块。该主机基本输入点编号为X000-X007，X010-X 017，共16个点，输出继电器编号为Y000-Y007，Y010-Y017共16个点。把配料系统所有的开关信号与PLC机输入端按照一定规律连接起来，便构成PLC机的通道分配图。此图也是PLC机的外部图，它的输出通道可直接驱动电铃、指示灯、继电器等负载。　
4　软件设计
　　明确了配料工艺流程对控制系统的要求后可进行系统的软件设计。
　　(1)A/D转换模块的初始化设置
　　主要考虑的是数字分辨率的问题，即提高分辨率，实现较高的测量精度。要求对测量仪表的电性能进行调整，然后配之以合适的A/D模数初始化参数。
　　(2)重量标定处理
将物理上空斗重量视为零点，标定重量为b，标定取得测量比特率(斜率)ε：
则测量值W=Δb×ε
(3)零点自动调整
　　由于秤体的尘埃堆积和其它因素，原来作为测量的电气零点有时要产生一些小范围的波动，零点的漂移，一方面使显示不直观(显示的不是净重)，另一方面若采用电气调零，将使测量斜率发生变化，导致误差增加，通过软件的自动调零，可以较理想地解决这个问题。
　　(4)配料比例的修改和自动传递
　　比例的修改是通过FX-30DU显示单元上的按键进行的，通常只送入石膏和混合材的比例，熟料比例通过百分比自动算出，这种修改可随时进行，但不影响当前配料过程的比例，只有等下一配料周期来到，计量斗门关上后由到位信号的控制，使新的配料比例自动送入程序进行运算。
　　(5)配料精度控制
　　为了简化控制手段，配料下料的电磁振动给料机仅采用开停控制，这样配料值就有一个惯性冲量，考虑到每一台振动机惯性冲量在电气调定后可基本保持不变，因此本系统采用上一次配料值和理论目标值的差值得到本次配料目标值的方法，实现了配料精度的控制。
　　实际运行表明，这种控制非常有效，配料精度误差可控制在1%以内。
　　(6)配料过程的控制
　　配料过程采用状态控制，使用S520～S526，这7个状态依次为：S520(开门)，S521(停止)，S522(关门)，S523(第一次配料)，S524(配混合材)，S525(第二次配熟料)，S526(配石膏)。　
(7)报警处理和暂停功能
　　为了满足生产操作的要求和检修的方便，本系统设置了6种报警信号：零点偏低、比例出错、入磨喂料慢、熟料配料慢、混合材配料慢及石膏配料慢。一旦有这6种异常情况出现，系统发出声光报警信号，这时把开关拨至暂停，通过程序中的“主控”指令使系统工作停止在某一状态，当故障排除后，再拨回暂停开关，系统恢复正常。
　　(8)人机界面的设置和操作
　　人机界面是通过显示单元FX-30DU实现的，通过“0”，“1”，“2”三个按键就可实现三个画面的切换，三个画面的内容包括：时钟、日期显示，瞬时值及瞬时值动态棒图显示，配料比例显示，各配料量累计显示，运时、SO3检测指标及细度检测指标等显示，除了比例、运时、SO3和细度检测值可修改外，其它都进行了锁定。
　　(9)网络通讯
　　本系统采用FX-ADP通讯模块实现PLC与上位机联网，通过与上位机的联网可进入各种管理网络，在每个网络终端都可实时监视或查询磨机的台产、配料比例等工艺状况，并可随时打印出所需的各种报表，实现磨机配料系统的现代化管理。　　
5　结束语
　　水泥磨配料系统采用PLC控制，实际证明该配料控制系统充分发挥了PLC软件的优势，完全满足工艺要求，控制功能强，控制线路标准化，维修容易，编程简单，现场修改程序方便，运行稳定可靠，大大优于原8085微处理器控制系统的使用效果。

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