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定量給料秤儀表的基本配置包括負(fù)荷信號(hào)的檢測(cè)、速度信號(hào)的檢測(cè)、速度的控制及相關(guān) I/O 控制等。下面就目前常用的幾種方式作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

1 集中控制

集中控制起始于 20 世紀(jì) 80 年代， 流行于 90 年代初，系統(tǒng)配置方式為秤體、過(guò)程通道箱和控制計(jì)算機(jī)。 過(guò)程通道箱完成計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)秤體之間的信號(hào)連接與轉(zhuǎn)換，此種方式下，系統(tǒng)集成度高（一控三臺(tái)或以上），配置緊湊，節(jié)約成本，而且集中顯示，畫面信息豐富、直觀。 當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為多位 DOS單任務(wù)系統(tǒng)，可參與實(shí)時(shí)控制，具有報(bào)表打印等管理功能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和 WINDOWS 多任務(wù)系統(tǒng)的出現(xiàn)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制精度顯得相對(duì)不高，要想解決須增加系統(tǒng)軟硬件成本，同時(shí)這種集中控制方式的弊端也逐漸顯現(xiàn)，系統(tǒng)中任一路通道板有故障都會(huì)影響所有通路運(yùn)行，甚至癱瘓，系統(tǒng)過(guò)程通道箱外部接線零亂，而且系統(tǒng)升級(jí)麻煩，因?yàn)榘蹇ǜ簧嫌?jì)算機(jī)主機(jī)的更新速度。

這種配置在當(dāng)時(shí)機(jī)立窯和一些小規(guī)?；剞D(zhuǎn)窯配料生產(chǎn)線上被廣泛采用， 過(guò)程通道箱元件集成度不高，還有分離元件，如觸發(fā)可控硅控制滑差調(diào)速，也有部分直流調(diào)速，整機(jī)可靠性不高，穩(wěn)定性不好。后來(lái)逐步演變?yōu)榧泄芾?，即用單機(jī)儀表控制加上計(jì)算機(jī)管理 。 計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中只參與管理，不參與實(shí)時(shí)控制，很好地解決了上述弊端。 計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)量及配比的設(shè)定，產(chǎn)量的累計(jì)、報(bào)表、打印以及聯(lián)網(wǎng)等管理功能，真正實(shí)現(xiàn)了儀表控制與計(jì)算機(jī)管理有機(jī)結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了儀表控制的實(shí)時(shí)性，又加強(qiáng)了系統(tǒng)管理的智能化。 例如， 我們對(duì)江西贛珠水泥廠700t/d 生產(chǎn)線水泥磨配料系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)上述改造，收到了很好的效果。

2 單機(jī)儀表控制

國(guó)外公司定量給料秤的控制儀表基本都采用單機(jī)控制器，有些儀表可同時(shí)控制 4 臺(tái)秤，每個(gè)公司都有自己研制的 控 制 儀 表 產(chǎn) 品 ， 如 ： 申 克 公 司 的INTEPLUS VEG206 、大和公司 CFC-200 、美國(guó)拉姆齊公司的 MT2105 和西門子公司 BW500 稱重控制器等，這些儀表均已經(jīng)形成模塊化、系列化。國(guó)內(nèi)許多廠家亦自主開(kāi)發(fā)了稱重控制儀表，在吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上， 先后研制和應(yīng)用的控制儀表有 SPC-51 系列、FCO-451 、 FCO-461 等。

目前， 國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)新上生產(chǎn)線上 （特別是2500～5000t/d 規(guī)模） 計(jì)量?jī)x表采用這種單機(jī)儀表控制的配置方式較為普遍（見(jiàn)圖 3 ）。

它有如下特點(diǎn)： ① 符合目前集中管理分散控制（ DCS ）的解決方案； ② 相互獨(dú)立，即使一臺(tái)有故障切換到手動(dòng)，不影響其它回路運(yùn)行，仍能維持生產(chǎn)運(yùn)行；

③ 隨著電子元器件的發(fā)展和 SMT 貼裝工藝的提高，單機(jī)儀表的可靠性顯著提高，接口能力也相應(yīng)加強(qiáng)。

3  PLC 控制和專用稱重模塊

專用稱重模塊在定量給料領(lǐng)域已有應(yīng)用并不斷擴(kuò)展，如申克公司 VSE201 、哈斯勒公司的 HF9 等，如拉法基都江堰 水 泥 廠 定 量 給 料 即 采 用 申 克 公 司VSE201 表， 但目前總體上國(guó)內(nèi)應(yīng)用此類方式的并不多，且大多數(shù)還是作為單機(jī)儀表來(lái)使用。

PLC( 可編程序控制器 ) 作為稱重儀表從某種角度來(lái)講是通用 PLC 平臺(tái)配以專門稱重軟件而構(gòu)成的另一種專用稱重模塊，它以其標(biāo)準(zhǔn)化的模塊結(jié)構(gòu)和良好的可靠性正越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制中。隨著 PLC 和人機(jī)界面 HMI 技術(shù)的飛速發(fā)展，這種模式從 90 年代中期后逐步被用戶接受并流行起來(lái)。

1 ）基于小型 PLC＋HMI 模式的一對(duì)一方式，采用通用控制系統(tǒng)平臺(tái)， 配以定量給料秤所需的專用軟件，就構(gòu)成定量給料秤專用儀表，如西門子公司 S7 系列 PLC＋TD400 、 Unitronics 公司 M90/M91 微型 OPLC和 VISION 系列 OPLC 等。 此種方式相當(dāng)于單機(jī)儀表模式， 只不過(guò)用工業(yè) PLC 替代自主開(kāi)發(fā)的單片機(jī)儀表，可靠性更高，顯示更豐富，通訊功能更加強(qiáng)大。 我們?cè)谏綎|榴園粉磨站配料系統(tǒng)中采用該配置方式（見(jiàn)圖 4 ），通過(guò) DP 通訊直接與上位機(jī) WINCC 連接。

2 ） 基于中大型 PLC 平臺(tái)的配料秤集中控制系統(tǒng)，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)（ PC ）集中控制模式，但它克服了先期以 PC 為平臺(tái)的集中控制系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)，使工業(yè)用配料秤集中控制真正得以實(shí)現(xiàn)。我們?cè)诎不粘矕|水泥股份有限公司粉磨站配料系統(tǒng)中采用這種配置方式（見(jiàn)圖 5 ），取得了滿意效果。 該公司在后續(xù)的粉磨站配料系統(tǒng)改造中均采用了類似的方案。

4 總線控制

目前，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在水泥生產(chǎn)線上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而儀表具有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能是為實(shí)現(xiàn)大型水泥干法生產(chǎn)線綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提 供 可 行 的 解 決 方 案 。 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) IEC61158 和IEC62026 中規(guī)定的現(xiàn)場(chǎng)總線是定量給料機(jī)儀表的發(fā)展趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)外不少公司都推出了相應(yīng)的總線儀表，如 西 門 子 公 司 的 BW500 儀 表 、 申 克 公 司DISCONT2000 系列儀表、 梅里克公司的 MC3 儀表、新 西 蘭 EMC 公 司 MW96A 儀 表 以 及 金 山 公 司FCO-461 儀表等，它們具有的現(xiàn)場(chǎng)總線功能，能方便地實(shí)現(xiàn)多臺(tái)定量給料機(jī)聯(lián)網(wǎng)、集中監(jiān)控或與上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。它向主站傳遞瞬時(shí)流量、設(shè)定流量、累計(jì)值、速度值、荷重值、啟動(dòng)停止、備妥連鎖以及各種報(bào)警信號(hào)等大量信息。 其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)涫疽庖?jiàn)圖 6 。

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用的按控制回路要求， 設(shè)備一對(duì)一的分別進(jìn)行連線的結(jié)構(gòu)形式。它把作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化的綜合自動(dòng)化功能?？刂葡到y(tǒng)能夠不依賴控制室中的計(jì)算機(jī)或控制儀表， 直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，實(shí)現(xiàn)了高度的分散控制。 系統(tǒng)具有開(kāi)放性和互用性， 不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可以互換。 系統(tǒng)具有自治性，可以隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。 系統(tǒng)具有分散性、高可靠性，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，并可以滿足安全防爆的要求。

由于現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化， 不再需要 DCS 系統(tǒng)的信號(hào)處理、 轉(zhuǎn)換隔離等功能單元及其復(fù)雜的接線，節(jié)省了硬件數(shù)量和投資， 因此一些廠在配料系統(tǒng)改造中，采用總線控制方式取得了良好效果，如三德水泥、德州中聯(lián)等。云維股份有限公司連續(xù)三年采用了金山公司的 FCO-461 總線儀表。 簡(jiǎn)單的連線設(shè)計(jì)，節(jié)省了安裝費(fèi)用。 設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理能力，減少了維護(hù)工作量。設(shè)備的互換性、智能化、數(shù)字化提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。 系統(tǒng)還具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，定量給料秤儀表還是以單片處理器為核心的單機(jī)儀表， 以及 PLC 和專用稱重模塊為核心控制這兩種形式為主，但是現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，它的出現(xiàn)標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始，并將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。 預(yù)計(jì)不久，帶智能前端支持現(xiàn)場(chǎng)總線的定量給料秤儀表必將成為發(fā)展趨勢(shì)。
 

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