新材料行業(yè)自動配料系統(tǒng)的控制策略和過程

在新材料生產(chǎn)行業(yè)，配料通常是將原料按一定比例均勻混合，形成新材料。因此，自動配料系統(tǒng)是該行業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。在生產(chǎn)過程中，各種原料必須嚴(yán)格按配方中的比例混合均勻，由自動配料系統(tǒng)完成。目前，工廠一般采用兩種方法。一種是采用人工稱量，然后將各種原料按比例同時放入配料機(jī)攪拌。另一種方法是自動稱重和自動混合。由于許多原料為粉狀或顆粒狀，人工配料時人體容易吸入粉塵等雜物，造成職業(yè)病，增加生產(chǎn)風(fēng)險和人工成本。同時，配料種類多、數(shù)量大，人工配料現(xiàn)場管理難度大，容易出現(xiàn)錯配，不僅難以保證質(zhì)量，而且增加了管理成本。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，需要準(zhǔn)確可靠的自動配料系統(tǒng)。
通過對配料過程特點的分析，結(jié)果表明，自動配料過程具有以下特點：
（1）被控對象為單向不可逆系統(tǒng)。原材料無法從自動配料系統(tǒng)返回傳送帶；
（2） 具有明顯的時間延遲。當(dāng)配料達(dá)到設(shè)定值時，PLC控制電機(jī)停止輸送原料。此時，輸送帶上的部分原料無法回收，因此自動配料系統(tǒng)具有明顯的時滯；
（3）控制特性為切換。自動配料系統(tǒng)的啟停控制是切換值；
（4）自動配料系統(tǒng)在正常工作區(qū)時是線性的，因此，我們考慮采用快速、慢速和發(fā)出停止進(jìn)給指令的控制策略，并采用PLC的聯(lián)鎖技術(shù)，保證配料的順利進(jìn)行。
自動配料系統(tǒng)啟動后，工控機(jī)向PLC發(fā)送啟動加料的信號，信號接收成功PLC控制變頻器驅(qū)動電機(jī)快速加料。同時，工控主機(jī)通過串口連續(xù)讀取稱重儀的稱重數(shù)據(jù)。 當(dāng)重量值接近設(shè)定值時，工業(yè)控制主機(jī)向PLC發(fā)送停止進(jìn)料的控制命令。此時，PLC控制變頻器慢速進(jìn)料，通過預(yù)先估計輸送機(jī)構(gòu)上的原料殘留量，當(dāng)設(shè)定值與實際進(jìn)料量之差等于輸送機(jī)構(gòu)上的原料殘留量時，PLC真正發(fā)出停止命令，由變頻器執(zhí)行，控制電機(jī)停機(jī)，停機(jī)后，輸送機(jī)構(gòu)上的原料無殘留，配料精度滿足要求。
工控機(jī)完成的主要任務(wù)如下：
（1）提供自動配料系統(tǒng)配料過程的動畫顯示；
（2）向PLC發(fā)送控制命令， 讀取PLC的運(yùn)行狀態(tài)；
（3）讀取稱重儀上的稱重信號，在顯示器上顯示稱重值，并根據(jù)稱重數(shù)據(jù)向PLC發(fā)送指令；
（4）數(shù)據(jù)庫和報表，保存配料數(shù)據(jù)， 打印報表；
（5）添加和修改公式；
（6）配料故障輔助報警等功能。