新材料行業自動配料系統的控制策略和過程

在新材料生產行業，配料通常是將原料按一定比例均勻混合，形成新材料。因此，自動配料系統是該行業生產的重要組成部分。在生產過程中，各種原料必須嚴格按配方中的比例混合均勻，由自動配料系統完成。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，造成職業病，增加生產風險和人工成本。同時，配料種類多、數量大，人工配料現場管理難度大，容易出現錯配，不僅難以保證質量，而且增加了管理成本。為了保證產品質量，提高生產效率，需要準確可靠的自動配料系統。
通過對配料過程特點的分析，結果表明，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。原材料無法從自動配料系統返回傳送帶；
（2） 具有明顯的時間延遲。當配料達到設定值時，PLC控制電機停止輸送原料。此時，輸送帶上的部分原料無法回收，因此自動配料系統具有明顯的時滯；
（3）控制特性為切換。自動配料系統的啟停控制是切換值；
（4）自動配料系統在正常工作區時是線性的，因此，我們考慮采用快速、慢速和發出停止進給指令的控制策略，并采用PLC的聯鎖技術，保證配料的順利進行。
自動配料系統啟動后，工控機向PLC發送啟動加料的信號，信號接收成功PLC控制變頻器驅動電機快速加料。同時，工控主機通過串口連續讀取稱重儀的稱重數據。 當重量值接近設定值時，工業控制主機向PLC發送停止進料的控制命令。此時，PLC控制變頻器慢速進料，通過預先估計輸送機構上的原料殘留量，當設定值與實際進料量之差等于輸送機構上的原料殘留量時，PLC真正發出停止命令，由變頻器執行，控制電機停機，停機后，輸送機構上的原料無殘留，配料精度滿足要求。
工控機完成的主要任務如下：
（1）提供自動配料系統配料過程的動畫顯示；
（2）向PLC發送控制命令， 讀取PLC的運行狀態；
（3）讀取稱重儀上的稱重信號，在顯示器上顯示稱重值，并根據稱重數據向PLC發送指令；
（4）數據庫和報表，保存配料數據， 打印報表；
（5）添加和修改公式；
（6）配料故障輔助報警等功能。