[实用新型]仿人逻辑控制器及用于动态配料系统的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业应用自动控制技术，具体地，涉及仿人逻辑控制器及用于动态配料系统的控制装置。

背景技术

近年来，我国的各个行业发展迅速，而配料这一工艺是很多传统行业中的重要环节。

配料系统是一种应用于工业和农业生产自动化的配料设备，通常使用带有自动配料算法软件的微机，由一套PLC配料设备和一套上位机监控配料设备组成，作为自动配料的控制系统。其中，PLC配料设备由配料控制器(如硕人时代STEC控制器)、配料仪表及通讯电缆组成，STEC控制器之间用以太网通讯，STEC控制器还提供RS232、RS485接口和ADSL、GPRS、CDMA、光纤等通讯；上位机监控配料设备采用Windows操作系统，可以安装硕人时代SRDev2.0编程软件及HOMS5.0组态软件。

其中，上位机用于对整个配料系统进行实时监控，画面显示和报表打印；PLC用于实现配料的自动控制；配料仪表用于配料的PID调节及瞬时流量和累计流量等参数的显示；控制柜用于配料系统的逻辑控制和供配电；现场手操箱用于现场单台设备的启停控制。

在工业应用中，动态配料系统主要应用于混凝土搅拌配料、圆盘配料和物流配料等；在农业应用中，动态配料系统主要应用于饲料配料。在自动配料系统中，可以采用中小型集散控制配料系统，以实现了“分散控制，集中管理”、克服“危险集中”的问题；上位机和下位机相对独立，具有手动、自动、半自动切换功能，联机时，彼此间按特定的协议互通信息，脱机时，单台秤可独立实现工艺闭环过程控制；上位机远离操作现场，有利于提高配料系统的稳定性，并改善操作员的工作环境；下位机选用可编程控制器，具有很强的抗干扰能力，编程简单易于掌握，能在恶劣的环境中长期可靠的运行；采用PID调节，提高配料系统的配料精度，并能根据生产要求，设置最佳的工作开关时序，较好的解决料头料尾问题，自动修改配料系统的物料配比。

一般地，配料系统的主要功能包括：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；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；打印管理：可随时打印配料报表，以便保存和查询；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；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；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；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。

在现有技术中，自动配料系统的种类包括：a、主从式分布控制微机配料控制系统：采用主从式结构，将多台单片微机连接成功能强大的系统，可应用于大型混凝土配料站，同时配料的物料可以多达9-12种；

b、失重秤自动配料系统：基于斗式秤的结构，能直接进行砝码标定，通过对秤斗各瞬间重量的测试，计算出实际排料量；再进行闭环调整，从而可以达到较高的控制精度，如0.5％；在化工、建材、冶金等行业，经常要进行多种物料的连续配料，因此经常使用失重秤；

c、率值配料系统：早在1987年河南硅酸盐学会的刘笃新工程师在《河南建材》上发表的《关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年还出版专著《水泥生料配料的率值公式法》，详细探讨了生料反馈回调的各种方法，证明在原材料成分波动时单控制生料CaO、Fe₂O₃不能稳定生料三率值，明确了率值配料的概念；并进一步研究了6种回调方法，提出了钙铁控制下保证率值合格的最佳回调方法，最大限度地避免了钙铁控制的缺陷；水泥厂普遍采用该回调方法，进行率值配料；目前率值配料的基本假定是：要实现率值配料必须要测定出生料硅、铁、铝、钙4种化学成分。

在工程应用的动态配料系统中，如混凝土搅拌配料系统、圆盘配料系统和物流系统等，传统配料工艺中主要依靠工作经验进行调节，存在以下三个方面的问题：

(1)系统的稳定性、快速性和准确性不能完全融合：对于控制系统而言，首先应考虑其稳定性，也就是说控制系统应具有很强的稳定性，但是，在现有技术中，常规控制器的各个性能指标达不到完全融合匹配，影响控制系统的综合性能指标；

(2)不能有效地抑制延迟现象：在许多应用工程中，现场问题的解决较复杂，人为影响因素较多，不能很好地控制物料，以有效地抑制现场出现的滞后现象；例如，在混凝土搅拌系统中，使用水平皮带运输物料时，在拉斗升降、开闭合仓门、以及称量斗的过程中都会出现延迟现象；