配料系统的自动配料系统的工作原理

自动配料系统的恒流量控制采用PID调节，流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。
自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。
配料系统的软件组成：常规的配料系统软件部分是针对配料工段进行监控和自动化配料而设计开发的可视化电脑操作系统。具有操作简单方便、可靠性强、人机界面友好、功能完备等特点，可广泛应用于饲料、粮食、制药、冶金、化工等需要电脑自动配料的行业,智能化信息化水平高：上位机具有配方库管理功能；智能报表软件为生产管理提供大量数据信息，如配料结果列表、原材料消耗列表、生产量列表、配方使用结果记录等，可按时间、配方等生产班报、日报、月报和年报等统计及打印功能。同时提供两种用户自定义报表组件，一种是采用水晶报表进行二次设计；另外一种是把数据无缝嵌入到EXCEL报表中。另外，系统可与其他管理系统进行数据交互，满足深层次的数据分析要求。上位将每次运行各路的累计量、配比、运行起止时间等参数存储，以便查询。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统(工作流程，软件操作简单，画面逼真。同时具有如下特点：上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护，且用户实现分级管理，可任意定义人员的权限。
该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品，其中控制仪表采用优质称重控制仪表，它具有高精度，高可靠性，抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块。称重模块安装简单、维护方便，为系统长期稳定性提供了可靠的保证。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好，自动化程度高。
1.自动配料系统的构成
自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#～4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示。
自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。
流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带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。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时，以主料成分的流量计量为依据，根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数，按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合，具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。
当自动配料系统)开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图：
自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制。现以1#～4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器，一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制，PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号，I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。
公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。
根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器，可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。
3.2变频器选型及其功能设定
三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率2.2KW，2～4#皮带机额定功率为0.4KW，额定电压380V，额定电流5A，转速1420r/min，调速范围120～1200r/min。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下：
① Pr.1=50 Hz， Pr.2= 5 Hz，本系统Pr.18=120 Hz不变。
② Pr.19=9999，与电源电压相同
③ Pr.7=2s，加速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）
Pr.8=2s，减速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）
④ Pr.9 由电机额定值决定
⑤ Pr.14=0，适用恒转矩负载
⑥ Pr.79=3，外部/PU组合操作模式
⑦ Pr.183=8，实现RT开关=REX开关
⑧ Pr.12
8、Pr.12
9、Pr.130、Pr.13
1、Pr.132 、Pr.13
3、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。
STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言，它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况，甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。
STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类：系统块和用户块。用户块包括：OB=组织块，FB=功能块，FC=功能，DB=数据块。主程序可以放入“组织块”（OB）中，而子程序可以放入“功能块”（FB或FC）中。
在本系统中，PLC的主要任务是接受外部开关信号（按钮、继电器触点）和传感器产生的数字信号的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件，以完成相应的控制任务。除此之外，另一个重要的任务就是接受工控机（上位机）的控制命令，以进行自动配料控制。
自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块”。OB1是主程序，通过6个“CALL”调用语句，依次调用FC1至FC6等功能模块，达到组织整个程序的目的。程序中6个功能块的任务分配如下所示：
FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;
FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;
FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制。
5.结束语
PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器，实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度。
本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理，通过投产使用取得了良好的经济效益。此项目的经济效益为20万元。

配料系统怎么提高配料精度?有哪些可行的方法?

1、顺序配料较为常用，各种物料按照设定的配方顺序加和称量斗中，任何时候只允许一种物料加入称量斗中。称重控制设备检测称量物料重量的变化，并控制相应各物料仓的放料门，及称量料的出料门。

使用称重模块，称重终端即可构成净重式定量控制系统。用户可以从称重终端输入各种配方，也可以上位PC机下载各种配方。

2、对于一些不允许进行隙式的顺序配料工作的场合，或者要求连续工作的场合，可采用连续配料方式。各种物料分别称重，并同时按照设定的流量加入混料中混合。

使用称重模块，多只称重终端即可构成连续配料系统。用户可以从称重终端输入各种配方，也可从上位PC机下载各种配方至称重终端。

扩展资料

配料系统的主要功能

1、监控功能：对皮带称配料过程的瞬时流量、日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监视。

2、画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数的运行状况，以及显示实时配料曲线和表格。

3、打印管理：可随时打印配料报表，以便保存和查询。

4、通讯功能：工控机与PLC和仪表之间进行可进行双向数据及信息交换。

5、数据处理：配料系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应的控制量。

6、控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节。

7、报警功能：上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数超限或设备状态异常进行报警。

参考资料来源：百度百科-配料系统

参考资料来源：百度百科-饲料配料系统

自动配料系统(微量配料秤)的作业原理是什么?
自动配料系统是随着现代工业生产的高度自动化和过程控制的日益复杂化而发展起来的，它融合自动控制技术、计算机技术与通讯技术为一体，具有技术先进、功能完备、应用灵活、运行可靠等优点，并且随着计量仪表智能化程度的提高，使配料系统控制更灵活，功能更强。是企业生产工艺过程较理想的控制系统。
自动配料系统由除尘装置、解包投料装置、日储仓、给料装置、粉料秤及集料斗、设备机架和自动控制系统组成。
工作原理：
在料仓下方安装给料装置和粉料称量秤及集料斗，以完成物料的输送及计量工作。物料由料仓落到螺旋给料装置，在给料装置上运行时，其重量信号和速度信号送到称重仪表。称重仪表将载荷重量电信号和速度信号经过运算和处理得出电子秤的瞬时流量和累计运料量，分别在称重显示器上显示。
智能称重仪表调节流量，仪表和变频调速器形成闭环控制。称重仪表内置的智能软件PID调节器对瞬时流量与设定流量进行实时比较后，输出一电流信号，用来控制变频器，进而控制给料机电机运行速度，从而达到调节至用户所设定的流量的目的。其调节过程如下：当物料增大时，流量增大，与流量成正比的调节输出控制电流减少（即反向调节），控制输出减少，给料量减少，反之亦然。如此形成一个低层闭环，反复调节并保持最佳控制状态。
工控机通过串行口与PLC进行通讯，工控机按配料工艺实际过程以动态画面的形式反映上料、配料、送料及相关设备的运行状态，可以根据运行数据作出控制状态分析，根据运行数据工控机可以下达配比，并真实反映配料状态。
自动配料系统用在橡胶行业有哪几种配料方法？
任务方法一：将物料通过提升机送到补料仓所在楼层，人工将物料投入到补料仓内，由补料仓下料至失重秤内，失重秤准确计量喂至挤出机等上游装备。
任务方法二：人工将物料投掷于投料站，通过中宇科技真空上料机将物料从投料站保送至补料仓，再补料到失重秤，由失重秤准确计量喂至挤出机等下面工序所需设备。
配料系统工作方式有哪些？
自动配料设备：1）可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统工作流程，软件操作简单，画面逼真
2）控制方式多样化，系统设有上位手动/自动、PLC自动、操作室手动和现场手动等多种操作方式，根据需要可进行多地操作控制。当设备出现故障时，即可通过设置在现场机旁的操作盘进行手动操作，也可通过上位机的按钮或鼠标操作
3）根据工艺流程和设备布局可以选择各路配料秤的启动顺序和延时时间，以确保物料按需进入搅拌机，提高搅拌效率
4）手动加料现场提示及加料应答功能
5）手动配料也可进入统计数据库 深圳市中宇科技做的不错，公司比较久
自动配料系统的作用？
配料秤是指预先给定质量比例，对被称物中的几种物质进行配料计量的衡器。用途十分广泛，既可用于多种物料的配料计量，也可用于一种物料的计量（料斗秤）。若与包装密封机配套，即为定量包装秤。
组成
配料秤一般由秤体、加料机构、卸料机构、电控系统两大部分组成。
1.加料机构
　　一般加料机构采用气缸圆弧门给料、振动给料、螺旋给料、叶轮给料、气吹给料等几种形式e69da5e6ba903231313335323631343130323136353331333332623936。一般制作采用钣金冷作加工，该机构的品质直接与计量精度有关。
2.卸料机构
　　一般卸料机构采用气缸圆弧门卸料、振动卸料、螺旋卸料、旋转给料机卸料或直接采用气（电）动阀门卸料等几种形式。一般制作采用钣金冷作加工或直接购买旋转给料机和气（电）动阀门。
3.秤体
　　秤体多数采用金属材质的角钢、槽钢、方管等作为主要材料，经过焊接、打磨喷塑或喷漆等工艺制作完成，同时主要材质也有人采用混泥土为主，金属材质为辅的方式制作。
4.电控系统
该电气系统主要是有称重单元和控制单元组成。称重单元国内大多数场合采用称重传感器+配控制器+电气元件的方式进行控制，该方式质量稳定，调试相对复杂，造价低廉、功能简单。另外国外和国内一些大公司经常采用的一种控制方式是：称重传感器+称重变送器+PLC+触摸屏(工控电脑)。该方式质量优异且十分稳定，调试简单，操作简易，功能丰富但造价较高，所以该控制方式为大中型用户的最好选择。
配料秤按结构可分为机械式、机电结合式和电脑电子式 3种

5、机械式
　　秤体由承重料斗、杠杆系统和计量装置构成。称量时将游砣拨至规定质量位置，用机械或人工进行加料、卸料。这类配料秤结构比较简单，但准确度低，操作速度慢。

2、机电结合式

　　是在机械式配料秤的基础上发展起来的。秤体除料斗和杠杆外，还采用了渐近开关、光栅测量头或力传感器等力转换器件，相应的秤分别称为度盘式、光栅式、传感器式配料秤。光栅式配料秤（图1）是较常用的机电结合式配料秤，它用光栅作为力-电转换器，各料位的定值部分由拨码盘任意设定，分别给出快、慢加料定值。计量时，来自光栅的质量信号不断地和设定值进行比较，先后控制快、慢加料动作。这种配料秤具有自动起动、自动卸料、自动零位跳料等功能，准确度较高。但电路设计较复杂。

3、电脑电子式
它的配方、进料、出料全由电脑控制（图2 ）。秤体部分除料斗外，还有称重传感器、精密放大器、模／数转换器、微型计算机、显示器、打印机和执行系统等。电脑控制系统能控制多台配料秤和一台搅拌器，并能控制干混合和湿混合的时间，可配制几种至几十种物料，能同时显示配料流程和打印各料名称、质量、总质量、循环时间、配方、日报表、月报表等。电脑电子配料秤配方存储量大，配料品种多，速度快，准确度高，可提供的软件丰富，程序修改方便，是自动化程度较高的产品。

6、单一物料
　一台计量秤只配一种物料，若干个计量秤组成一个多种物理的配料系统。 各计量秤配料工作同时进行，配料速度快。按照大料大秤小料小秤的原则灵活配置量程，配料准确 .

7、多种物料
　　若干种物理依次按照预先设定的顺序放入一个计量斗内进行配料 ,配料秤斗由一台配料控制器完成制作成本低结构紧凑.

8、减量法称重

适合流动性不好的物料，按实际排除量计量秤斗不能太大，否则精度可能不高可在原有的存料都上直接改造,秤斗内先装满物料，配料时有控制器可在卸料阀门打开，每次排出设定重量的物料；当检测到料 斗内剩余物料达到下线时，启动输送机结构向料斗内装料，直接到上限值是停止。
按卸料方式分为：间歇式配料秤和连续式配料秤
9.间歇式配料秤
　　当计量完成后，由配料控制器启动卸料机构开始卸料，卸料完成后，关毕卸料机构，启动下一次配料，采用此流程的配料秤称为间隙式配秤。
10.连续式配料秤
　　系统运行时，通过电子螺旋配料秤对输送的物料进行计量，由电脑积算仪对接收的重量和速度信号处理后转化为累计值和瞬时流量，并将累计值、瞬时流量信号由RS-485口传送给工业控制机（上位机）、以4～20mA模拟电流信号传送给变频调节器，再由变频调节器去调节上级给料机的转速，当流量增大时，降低上级给料机的转速，反之提高上级给料机的转速，从而使得物料的流量和阶段累计量均保持在设定的范围内，进而完成物料的计量和配料。