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用软件程序替代配料秤控制仪表系统的开发应用

   日期:2008-01-01     来源:中国测控网     作者:管理员    



天山水泥股份有限公司(以下简称我公司)二分厂原料制备、7号水泥磨配料设备均为进口设备,从1992年使用至今已14年,不但设备开始老化,备件在市场上也已经不再生产,配料秤控制仪表一旦出现问题?穴一台配料秤仪表在2.5万元以上?雪,其所在工艺的质量将无法控制,而如果更换新的配料设备,则投入太大。2002年我公司扩建技改,使用了昆腾系列的自动控制系统,使用的编程软件为Concept2.5,监控软件为Monitor pro7.0,运行至今一直比较稳定。为此,我们决定利用这些软件的编程来替代配料秤控制仪表的控制功能,以期彻底解决这一问题。
1 现在使用的配料秤控制方式(图1)

秤仪表的硬件结构复杂,出现问题很难找到故障点。秤的速度信号和重量信号是通过秤的仪表处理后,转换为流量信号,传到中央控制室对调配秤进行调节,操作人员无法知道计量秤实际运行情况。
对配料秤的关键参数,如:流量的计算、设定、反馈?熏参数设定,零点效验,自重效验,称重效验等都在秤的仪表中完成。
显然,配料秤的仪表一旦出现问题,配料秤的配料将无法进行,给生产和产品质量带来无法估量的损失。
2 开发调试
  应用计量秤控制软件,更能直接反映物料输送的状况,用数据代替经验,找出最佳物料控制方案。从现场看,秤传感器输出的电压信号与现有模块所能接收的4~20mA信号不匹配。重量信号通过模块进入软件,信号波动大。软件中的PID功能块进行调节其参数的设置存在不确定性。通过原因分析,我们确定以下四点为此软件编程的重点:
(1)要用软件来解决现场传来的负荷信号波动较大的问题;
(2)根据数字模型编写流量计算程序;
(3)运用PID功能块对流量进行控制;
(4)编写控制程序。

首先,我们将工控机的上位机与现场控制模块相联,对现场配料秤传来的重量信号进行采集,并在软件中作历史趋势进行观察。我们采用取平均值的方法进行滤波,由于不同采集时间将得到不同的滤波效果,我们在精度允许范围内,分别采用0.1s0.2s0.3s0.5s四个采集时间进行对比,经过六天历史趋势的对比,滤波效果最好的采集时间是0.2s。
其次,根据数学模型编写程序。
再其次,根据调节要求,经过反复挑选研究,决定使用PID功能块。
比较给定流量和反馈流量,进行PID调节后的值,通过模块输出4~20mA信号给变频器,从而以控制电机转速来控制流量。
  最后编制程序,如图2所示。自重效验:秤空转时皮带自身的重量;零点效验:秤空转时对零点的调整;称重效验:秤的挂码效验,比较理论值与实际值的偏差。注:0.95<校正系数K<1.05,否则认为传感器坏或有机械故障。
  全部的编程工作完成后,在生料磨9号秤上试运行,对一周的长趋势进行观察,投料稳定,与计量人员多次的实物标秤结果进行比较,偏差较小,完全可以替代配料秤仪表。
 从各方面的统计数据看软件的故障率是最低的,且容易查找故障点(表1)。
  通过数据分析,误差波动不大,满足配料秤计量精度≤3.0%的要求。这不仅为我厂解决了生产上的问题,而且也降低了生产成本。

 
  
  
  
  
 
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