[實用新型]仿人邏輯控制器及用于動態配料系統的控制裝置

無效

• 申請號: 200920175879.8
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN201477408U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 張偉;歐志新;閆軍;馬殷元
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本實用新型涉及工業應用自動控制技術，具體地，涉及仿人邏輯控制器及用于動態配料系統的控制裝置。

背景技術

近年來，我國的各個行業發展迅速，而配料這一工藝是很多傳統行業中的重要環節。

配料系統是一種應用于工業和農業生產自動化的配料設備，通常使用帶有自動配料算法軟件的微機，由一套PLC配料設備和一套上位機監控配料設備組成，作為自動配料的控制系統。其中，PLC配料設備由配料控制器(如碩人時代STEC控制器)、配料儀表及通訊電纜組成，STEC控制器之間用以太網通訊，STEC控制器還提供RS232、RS485接口和ADSL、GPRS、CDMA、光纖等通訊；上位機監控配料設備采用Windows操作系統，可以安裝碩人時代SRDev2.0編程軟件及HOMS5.0組態軟件。

其中，上位機用于對整個配料系統進行實時監控，畫面顯示和報表打?。籔LC用于實現配料的自動控制；配料儀表用于配料的PID調節及瞬時流量和累計流量等參數的顯示；控制柜用于配料系統的邏輯控制和供配電；現場手操箱用于現場單臺設備的啟?？刂?。

在工業應用中，動態配料系統主要應用于混凝土攪拌配料、圓盤配料和物流配料等；在農業應用中，動態配料系統主要應用于飼料配料。在自動配料系統中，可以采用中小型集散控制配料系統，以實現了“分散控制，集中管理”、克服“危險集中”的問題；上位機和下位機相對獨立，具有手動、自動、半自動切換功能，聯機時，彼此間按特定的協議互通信息，脫機時，單臺秤可獨立實現工藝閉環過程控制；上位機遠離操作現場，有利于提高配料系統的穩定性，并改善操作員的工作環境；下位機選用可編程控制器，具有很強的抗干擾能力，編程簡單易于掌握，能在惡劣的環境中長期可靠的運行；采用PID調節，提高配料系統的配料精度，并能根據生產要求，設置最佳的工作開關時序，較好的解決料頭料尾問題，自動修改配料系統的物料配比。

一般地，配料系統的主要功能包括：監控功能：對皮帶稱配料過程的瞬時流量、日累計、月累計、年累計等參數進行檢測和監視；畫面顯示：通過計算機顯示器可顯示配料過程中有關控制參數的運行狀況，以及顯示實時配料曲線和表格；打印管理：可隨時打印配料報表，以便保存和查詢；通訊功能：工控機與PLC和儀表之間進行可進行雙向數據及信息交換；數據處理：配料系統可自動對采集的信號進行運算處理，并輸出到相應的控制量；控制功能：根據操作前相應的設定值，自動控制設備的正常運行，包括PID調節；報警功能：上位機以畫面方式和聲光信號方式對各種參數超限或設備狀態異常進行報警。

在現有技術中，自動配料系統的種類包括：a、主從式分布控制微機配料控制系統：采用主從式結構，將多臺單片微機連接成功能強大的系統，可應用于大型混凝土配料站，同時配料的物料可以多達9-12種；

b、失重秤自動配料系統：基于斗式秤的結構，能直接進行砝碼標定，通過對秤斗各瞬間重量的測試，計算出實際排料量；再進行閉環調整，從而可以達到較高的控制精度，如0.5％；在化工、建材、冶金等行業，經常要進行多種物料的連續配料，因此經常使用失重秤；

c、率值配料系統：早在1987年河南硅酸鹽學會的劉篤新工程師在《河南建材》上發表的《關于水泥生料配料公式研究》中，提出了率值配料的概念；另外，1991年還出版專著《水泥生料配料的率值公式法》，詳細探討了生料反饋回調的各種方法，證明在原材料成分波動時單控制生料CaO、Fe₂O₃不能穩定生料三率值，明確了率值配料的概念；并進一步研究了6種回調方法，提出了鈣鐵控制下保證率值合格的最佳回調方法，最大限度地避免了鈣鐵控制的缺陷；水泥廠普遍采用該回調方法，進行率值配料；目前率值配料的基本假定是：要實現率值配料必須要測定出生料硅、鐵、鋁、鈣4種化學成分。

在工程應用的動態配料系統中，如混凝土攪拌配料系統、圓盤配料系統和物流系統等，傳統配料工藝中主要依靠工作經驗進行調節，存在以下三個方面的問題：

(1)系統的穩定性、快速性和準確性不能完全融合：對于控制系統而言，首先應考慮其穩定性，也就是說控制系統應具有很強的穩定性，但是，在現有技術中，常規控制器的各個性能指標達不到完全融合匹配，影響控制系統的綜合性能指標；

(2)不能有效地抑制延遲現象：在許多應用工程中，現場問題的解決較復雜，人為影響因素較多，不能很好地控制物料，以有效地抑制現場出現的滯后現象；例如，在混凝土攪拌系統中，使用水平皮帶運輸物料時，在拉斗升降、開閉合倉門、以及稱量斗的過程中都會出現延遲現象；