ADAM-4000系列模块在自动配料控制系统中的应用

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1、ApplicationStory项目介绍：在企业生产工艺过程中，需要将各种原料按照一定的比例配成混合物料，配比的准确性以及配料系统的可靠性都将直接影响产品的质量和企业的经济效益。研华基于ADAM－4000系列模块的微机集中配料监控系统已成功运用于福建永春、济源钢铁、上海浦东煤制气等单位的配料项目。以投资低、结构合理、配置灵活、开发方便、运行可靠，保证配料系统安全有效运行，赢得用户的广泛赞誉。在工业生产中，很多情况下是通过现场操作人员按照配比，人工调节给料机的给料量。其缺点是给料量的大小完全靠操作人员的经验或“人工跑盘”的结果来决定，配比精度较差，操作人员劳动强度大，

2、自动化水平极低。因此实现高精度自动配料对工业企业生产具有重要的意义。案例名称：ADAM-4000系列模块在自动配料控制系统中的应用行业分类：工厂自动化地点：n系统需求配料系统的主要功能决定系统开发需要解决的主要问题包括：实时采集各秤体的重量和速度信号经过高速运算，得到物料的实时流量和累计量根据实时流三量信号和生产配方通过PID运算输出调节信号动态检测和处理配料过程中可能出现的各种信号和故障模块与上位机通讯上位机集中监控管理n系统描述配料系统通过计算机集中监测、控制管理配料设备，完成物料计量、物料配比、故障报警和数据输出等功能。系统采用研华工业控制计算机IPC610及

3、ADAM4000系列数据采集控制模块，由双绞线连接的RS-485通讯，它既能完成传统配料的全部功能，又能大幅度降低设备成本，使配料控制系统在较大范围内很容易实现自动，半自动，手动三种模式的调节，是微机控制配料系统的发展方向。ApplicationStory称重传感器与速度传感器将变化的重力信号与速度信号经过ADAM重量、速度检测模块，经RS-485传送至用户的计算机管理系统（上位机）。上位机将现场采集的数据加以处理及计算，求出瞬时流量与累积重量，并与设定的流量值比较，通过PID计算，计算出调节量后将数据传送至ADAM电流控制模块，转换为模拟电流（DC4-20mA）控

4、制变频器，从而改变电机的运行速度达到调节流量的目的。通过上位机对现场的实时监控，从而形成了一套有效的闭环控制系统。实现原理和动态数学模型1）计量原理在皮带秤类动态计量过程中，最基本的原理是根据称重传感器的载荷值计算出“单位长度”上的物料平均重量，再测出“单位时间”内皮带所经过的长度，就可以计算出“单位时间”内通过的物料重量，如果我们将“单位时间”细分到很短的时间段（如100毫秒），那么各段的总累加值就可以近似于真实的累计值。分解动态计量模型，定义如下参数;计量皮带整圈长度LP(m),可以通过卷尺实测得到。最大速度下，皮带运行一圈累计脉冲数PR;确定调整A/D零点值和

5、修正系数计算所需皮带运行圈数；在规定运行圈数内，测算出A/D零点值WZ通过挂码或实物校验等方式计算出称量的修正系数K每100毫秒检测一次A/D数值WG则，每个周期（100毫秒）的累计量=（WG-WZ）*100毫秒的脉冲数*K总累计量，将每个100毫秒累计量进行累加即可得到总累计量。如果将累计量除以单位时间，并进行相应的单位转换就可以将单位转换为吨/小时、公斤/米等所需要监测的信息。2）控制原理系统的调节采用工业控制中非常稳定可靠PID调节控制方式，无振荡，无超调。并可以实现手动自动状态的无扰动切换。PID调节输出，目的保证偏差为零，并使系统达到稳定状态。偏差是设定值

6、（SP）和实测值（PV）的差。PID控制的基本原理是基于下面的算式：输出M(t)是比例项、积分项和微分项的函数。M(t)＝KC*e+KC∫edt+Minit+KC*de/dt输出＝比例项＋积分项＋微分项其中：M(t)PID回路的输出，是时间的函数KCPID回路的增益EPID回路的偏差（给定值与实际值之差）MinitPID回路输出的初始值在许多控制系统中只需要一种或两种控制类型。在实际应用中，系统仅选用比例项和积分项两种调节方式。ApplicationStory从实际应用效果看，控制稳定，效果非常理想。3）软件的编制如果说通过研华硬件部分的搭建，称为系统的骨架，那么软

7、件部分就是系统的灵魂。系统软件是根据配料行业的特殊需求，结合ADAM4000系列模块自身特点并进行相应的算法改进和优化，通过VisualBasic6.0语言编制。VisualBasic6.0是面向对象的可视化编程语言，具有高效、简单易学、功能强大等优点。它既可以通过DLL来实现I/0端口的输入输出，也可以通过API函数或Mscomm控件实现串口通讯，还能够充分发挥VB数据库功能强大以及生成用户界面快的优点。由于研华的模块配有DOS、Windows多种操作系统下的驱动程序，并可以在VisualBasic、BorlandC++、VisualC++和Delphi等多种