新材料行业自动配料系统的控制策略和过程

在新材料生产行业，配料通常是将原料按一定比例均匀混合，形成新材料。因此，自动配料系统是该行业生产的重要组成部分。在生产过程中，各种原料必须严格按配方中的比例混合均匀，由自动配料系统完成。目前，工厂一般采用两种方法。一种是采用人工称量，然后将各种原料按比例同时放入配料机搅拌。另一种方法是自动称重和自动混合。由于许多原料为粉状或颗粒状，人工配料时人体容易吸入粉尘等杂物，造成职业病，增加生产风险和人工成本。同时，配料种类多、数量大，人工配料现场管理难度大，容易出现错配，不仅难以保证质量，而且增加了管理成本。为了保证产品质量，提高生产效率，需要准确可靠的自动配料系统。
通过对配料过程特点的分析，结果表明，自动配料过程具有以下特点：
（1）被控对象为单向不可逆系统。原材料无法从自动配料系统返回传送带；
（2） 具有明显的时间延迟。当配料达到设定值时，PLC控制电机停止输送原料。此时，输送带上的部分原料无法回收，因此自动配料系统具有明显的时滞；
（3）控制特性为切换。自动配料系统的启停控制是切换值；
（4）自动配料系统在正常工作区时是线性的，因此，我们考虑采用快速、慢速和发出停止进给指令的控制策略，并采用PLC的联锁技术，保证配料的顺利进行。
自动配料系统启动后，工控机向PLC发送启动加料的信号，信号接收成功PLC控制变频器驱动电机快速加料。同时，工控主机通过串口连续读取称重仪的称重数据。 当重量值接近设定值时，工业控制主机向PLC发送停止进料的控制命令。此时，PLC控制变频器慢速进料，通过预先估计输送机构上的原料残留量，当设定值与实际进料量之差等于输送机构上的原料残留量时，PLC真正发出停止命令，由变频器执行，控制电机停机，停机后，输送机构上的原料无残留，配料精度满足要求。
工控机完成的主要任务如下：
（1）提供自动配料系统配料过程的动画显示；
（2）向PLC发送控制命令， 读取PLC的运行状态；
（3）读取称重仪上的称重信号，在显示器上显示称重值，并根据称重数据向PLC发送指令；
（4）数据库和报表，保存配料数据， 打印报表；
（5）添加和修改公式；
（6）配料故障辅助报警等功能。