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化工生產是社會工業(yè)的重要組成部分，現代自動化技術在其中的應用是極其廣泛的。在現代先進的自動化連續(xù)生產中，多種原料之間的準確配比是生產的重要環(huán)節(jié)，它不僅直接影響到產品的質量，而且影響生產效率和成本。配比的準確性在自動控制中關系到流量信號采集的問題。在防爆級別要求高、強腐蝕介質等條件下，必須采用特殊的流量計檢測物料的流量，完全可以實現流量信號采集，但這種流量計價格昂貴。所以，在自動配比控制系統(tǒng)中，綜合性能價格比，選用價格昂貴的流量計并不是最優(yōu)方案，而選用稱重設備，通過軟件程序處理，將重量轉化為流量信號，不失為首選的可替代的控制方案。

1自動配比控制系統(tǒng)綜述

全集成自動化（TotallyIntegradedAutomation）是面向通用控制系統(tǒng)的一種控制理念，自九十年代中期提出以后，在現代自動化控制領域所占地位日漸上升，已逐步取代傳統(tǒng)的控制理念。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，根據被控對象的不同，可分為兩類：針對邏輯控制的電氣控制和面向連續(xù)生產的過程控制，電氣控制處理的是各離散量之間的邏輯關系，一般采用可編程控制器（PLC）實現控制，而過程控制主要是各模擬量的檢測與控制，一般采用各種氣動儀表和電動儀表，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的普及，比較大的控制系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)（DCS）。這兩類控制之間有不同的控制思路和技術內容，在控制系統(tǒng)要求既有邏輯控制，又有模擬控制的情況下，兩者不能很好的協(xié)調，不能實現各種數據之間的統(tǒng)一通訊，對企業(yè)來說，既增加了設備維護的困難，又增大了設備投入。wincc組態(tài)軟件在全集成自動化控制系統(tǒng)（TIA）中是一個功能強大的全面開放的監(jiān)控系統(tǒng)，此軟件支持Microsoft公司的Windows環(huán)境，具有ODBC、OLE、OPC等標準接口，數據庫采用SyBASE，兼容性好，適合應用于汽車、化工、冶金、環(huán)保、輕工、食品、制藥等行業(yè)，在具有稱重設備的自動配比控制系統(tǒng)中的應用更為廣泛。

1.1系統(tǒng)組成及硬件設計

自動配比控制在連續(xù)的自動化生產中有非常重要的作用，在連續(xù)生產的過程中，要求在保證生產連續(xù)正常的情況下，實現降耗提量的目的，這就需要準確的對涉及到的各種參數（包括離散量和模擬量）進行檢測，通過編程組態(tài)，實現工藝上的控制要求。

全集成自動化控制系統(tǒng)（TIA）基于先進的個人計算機技術，操作員站（上位機）采用界面友好，功能強大的WINCC組態(tài)平臺，通過過程現場總線（MPI）與具有可實現邏輯控制、模擬量控制雙重功能的可編程控制器（PLC）進行通訊，PLC通過過程現場總線Profibus協(xié)議，與遵循Profibus通訊協(xié)議的稱重設備進行數據交換。

全集成自動化控制系統(tǒng)（TIA）的工控機，為確保自動配比控制系統(tǒng)的可靠運行，其配置最低為：PⅢ處理器，1GHZ主頻，256M內存，20G硬盤，以及光驅、軟驅、鍵盤、鼠標等，操作系統(tǒng)最低為windows98，必須裝載OFFICE98以上軟件。其下位機選用帶導軌的模塊化的可編程控制器PLC，因需要與上位機和稱重設備進行數據通訊，所以可編程控制器的CPU模塊必須具有兩個Profibus-DP口通訊接口，根據控制的實際情況，配置相應的輸入和輸出模塊。稱重設備包括稱重變送器、稱重傳感器、稱重執(zhí)行機構?？珊嬃靠刂浦鳈C（上位機）、稱重軟件（計量軟件/控制軟件）、plc稱重控制儀表、稱重傳感器、稱量倉（也稱作斗式秤、倉式秤，方式可以是增量秤和減量秤）。

操作員站wincc監(jiān)控界面做自動配比控制系統(tǒng)的上位機，通過MPI現場總線，與可編程控制器PLC的通訊接口Profibus-DP口經由通訊電纜相連，可編程控制器PLC的另外一個通訊接口Profibus-DP口也通過通訊電纜與具有Profibus-DP口，遵循Profibus通訊規(guī)約的稱重設備的二次儀表Parther連接，稱重設備之間的通訊由于其二次儀表遵循Profibus通訊規(guī)約，所以通過過程現場總線（MPI），其相互之間與編程控制器可以實現數據之間的通訊。可編程控制器PLC通過Profibus-DP通訊接口接收稱重設備的二次儀表傳送過來的重量信號，在中央處理器CPU模塊中，通過軟件編程，將稱重設備的重量的數字量信號轉化為模擬量信號，再進行必要的軟件設計，就可以將重量信號轉化為流量信號。

1.2軟件設計

利用稱重設備采集流量信號的自動配比控制系統(tǒng)的軟件設計技術難點在于重量信號向流量信號的轉化，可編程控制器PLC具有數據運算和PID調節(jié)的功能，稱重設備的二次儀表Parther能準確的即時檢測重量信號，這就確保了流量信號的準確測量。

利用稱重設備采集流量信號的自動配比控制系統(tǒng)的軟件設計主要分階段：軟件總體思路確定、軟件設計編程與調試、水試和生產試運行。

1）軟件總體思路確定。根據工藝流程和控制條件，確定需要檢測和控制的工藝參數，各被控制參數之間的關聯和互鎖，在此基礎上，根據原理圖，統(tǒng)計所需的數字量輸入、輸出以及模擬量輸入、輸出的地址，確定重量信號轉化為流量信號的設計思路，以及PID控制回路的設計方案，畫出總體程序流程圖和中斷子程序流程圖。

2）軟件設計編程與調試。根據所確定的設計思路，編寫上位機監(jiān)控軟件和下位機控制軟件，進行上位機和下位機軟件之間的Profibus通訊協(xié)議設置，在此基礎上，對所編寫的軟件進行初步調試，進一步細化控制條件，優(yōu)化控制軟件的質量。

3）水試和生產試運行。程序編寫、初步調試以后，在現場首先進行水試，修正所出現的問題，進行反復的水試修正，直到所編寫的軟件滿足現場工況條件的要求。在水試完成以后，生產投入試運行階段，進一步修正實際生產中所遇到的問題，使上位機監(jiān)控軟件和下位機控制軟件與生產現場的實際情況相符。

2稱重設備在自動配比控制系統(tǒng)應用經驗

利用可遠傳的稱重設備，將重量信號采集到控制系統(tǒng)，經過程序設計，轉化為流量信號，來代替流量計，在現代控制理論中，是一個先進的控制理念，在某些特殊的生產工況條件下，是一先進的控制方案。在生產實踐中，針對不同工藝條件的工況，設計的帶稱重設備的自動配比控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性、連續(xù)可靠性都取得了滿意的效果，系統(tǒng)運行正常，實現了各原料之間的準確配比，達到了工藝所提出的節(jié)能降耗，提高產品質量的控制要求。

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