基于PLC的物料定量给料系统的设计
1.2 计最装置电气控制系统
计量装置电气控制系统由上位机系统和下位机系统两部分构成。
1.2.1 上位机系统
触摸屏计算机作为上位机，主要实现监督控制级和管理级的功能。及时处理用户的输人指令并显示运行信息。由于触摸屏计算机自带了与PLC通信的功能，而不用编写专用的通信程序，只要设计良好的界面，使用十分方便。
1.2.2 下位机系统
下位机系统主要由以下几部分组成:
① 可编程控制器。可编程控制器是下位机系统的控制中心，一方面担负着与上位机的通信功能;另一方面根据上位机的指令，控制各执行机构的动作。考虑到系统的负载情况和控制的需要，选用了三菱公司的FR -540 -5.5K-CH的变频器。其输出额定功率为9.1 kV，适应的电机为5.5 kW。控制方式为柔性PWM (V/F控制)。运行频率的输出控制由模拟量进行(0一5 V)，此模拟量值由PLC的2D/A模块给定。
② 接收调理电路。接收现场传送来的差分信号并将其转换成开关信号后送给PLC的高速计数器计数。
③ 转速检测模数转换电路。将电机运行的速度转换成数字量送给PLC。
④ 电参数检测功能模块。将电机运行的电流、功率、效率等转换成数字量并经铭5接口送给PLC和上位机。
⑤ 数模转换功能模块。将经PLC计算后的转速控制数据转换成模拟信号送给变频器以控制下料电机的转速，从而达到给料量控制的目的。
⑥ 重量检测模块。称重传感器是传统的电阻应变式压力传感器，采用的是ET一3型压力传感器。但其输出范围只有0一21.6 m V(供电电压为直流12V ),输出电阻为351 Sl，无法直接采样进行A/D变换。采用了AD623芯片将此信号放大50倍。
1.3 机械本体与机电接口
现场 部 分 主要是机电一体化的执行机构，主要包括机械本体、动力部分、测量传感部分、执行机构、驱动部分等要素，各要素之间通过接口相联系。
① 加料电磁阀及蝶阀。由PLC的输出继电器的闭、合，来控制加料电磁阀的通断，通过该执行机构实现料斗中物料间隙自动加人。
② 测量传感部分。对系统运行中所需要的重量信息进行检测，变成电信号，经信号调理电路处理后以差分信号发送到控制室。
③ 粉料输送螺旋及驱动机构。它是系统的主要执行机构，通过它的运行，实现物料的进给。该螺旋主轴以变频电动机为动力，通过一级摆线针轮减速器减速后拖动主轴运行，变频电动机的运转速度由变频器控制。
④ 粉料压实及驱动机构。它是系统物料的主要执行机构，通过它的运行，实现物料的压实。该机构以电动机为动力，通过二级摆线针轮减速器减速后拖动压料机构运行。
2 可编程控制器PID算法[5]
PID 控 制 具有原理简单、使用方便、适应性强、鲁棒性强等特点，计量装置利用PLC的控制计算能力取代模拟调节器，直接通过数字运算，使被调量保持在给定值。系统PID算法如下:
当前滤波器输入值PVnf大于设定值时，执行正作用PID算法，反之执行反作用PID算法。
PID指令的许多参数都可以由用户根据自己的需要设置或设定，从控制开始到PID循环达到装置控制要求的困难是找到一个好的控制起始点。调节PID值时一定要保证操作的安全性，以避免对设备的损坏。对FX2 N系列PLC可以进行预调节以便为PID控制过程快速赋初值。一个简单的方法就是每次改变固定比例的参数值，如每次增加或减少10%。
3 结束语
计量装置根据人机工程学的原理进行计量装置界面设计，采用彩色液晶显示和专门的机柜设计，以保证操作的方便和正确;以PLC为控制中枢，以螺旋输送等为物料的推进器，配以相关的执行驱动器件，使系统可自动运行。整个系统给料量进行闭环控制，采用面向对象的编程方法，和面向过程的编程方法相结合，进行优化的接口和流程设计，可以方便地进行功熊扩展;并且具有远程通信接口，在需要时可以组成网络，以适应工厂现代化发展的需要，配料精度达到0.5%级。该装置已在企业应用，运行状况良好。
参考文献
1 郑志民.配料控制器在饲料工业中的应用.自动化仪表，200 2 ,23 (2);38一40.
2 宋德玉可编程控制器原理及应用系统设计.北京:冶金工业出 版社，2001.
3 谢嵘，张芥凡，田作华.饲料生产中称重仪表的设计与实现lil .自 动 化仪表，2003,24(12);3 6-38.
4 张立勋，孟庆鑫，张今瑜.机电一体化系统设计[M].哈尔滨:哈尔滨 工程大学出版社，1997:80-100
5 张宝芬.自动检测技术及仪表控制系统 北京:化学工业出版社，2000:110-150.
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