飼料廠全自動配料控制系統
一、概述
隨著科學技術的日新月異，生產過程自動化程度要求越來越高，原有的生產配料裝置遠不能滿足當前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產的可靠性、安全性，降低生產成本，減少環境污染、提高產品的質量及經濟效益是企業生產必須麵臨的重大問題。
目前電子稱重配料控制系統已廣泛應用於建材、飼料、化工、冶金、食品等多種行業中。它集自動控制技術、計量技術、傳感器技術、計算機管理技術於一體的機電一體化系統；具有重量值數字顯示、過程畫麵動態顯示、配方修改管理、配料速度快、控制精度高等優點，采用上位計算機完全屏上控制系統，具有配料數據自動存儲、配料過程清單查詢和班、日、月、年報表統計及打印等功能。
系統采用開放的控制方式，兼容性強，開放的數據庫。通過以太網可接入廠級局域網，可實現管控一體化。
二、系統組成及控制說明
根據用戶生產實際情況和控制要求，整個配料生產控制系統由：貯料倉、下料機構（絞龍輸送機）、稱量桶、排料機構、電氣控制系統及上位機操作管理系統等組成。
配料控制策略如下：
⑴、通過上位計算機選擇所需的配方號、設置配料批次。
⑵、計算各物料所需配料重量值。
⑶、選擇自動配料方式。
⑷、按總啟動鍵，啟動系統配料運行。
⑸、系統啟動配料順序1給料電機，開始快速給料，當達到快加設定值時，變頻器降速，進入慢加料狀態，當達到慢加設定值時，系統斷開控制接觸器，變頻器停止，結束配序1物料配料。延遲一定時間後，啟動一下配序2物料給料電機，開始配下一配料，控制過程與配序1相同。
⑹、用戶可根據配方要求，調整控制參數，以達到配方工藝要求。
⑺、當某種物料缺料或堵料時，系統發出缺料報警，提示操作員處理。
⑻、當所設配料已配完，系統便發出配料結束信號，提示本次配料完成。
⑼、配料完成後，啟動攪拌電機進行攪拌，攪拌時間可人工設定。
⑽、當攪拌時間結束時，停止攪拌，並啟動卸料電機卸料。
⑾、當卸完物料（即重量值達到並低於零位設定值），並且卸料閥門關閉到位（關到位傳感器接通）後，系統自動啟動下一次配料工作。
⑿、當所設配料批次已配完，系統便發出配料結束信號，提示本次配方完成，並自動退出配料工作狀態，等待下一次配料。
系統設有自動和手動控制功能。在手動控制方式，可人工單獨控制各物料的進料電機的啟動和停止，不受任何條件制約。此控制方式便於系統的檢修和調試。但是每次隻能開啟一臺絞龍電機，不能同時啟動兩臺或兩臺以上絞龍電機。
在自動控制方式：隻需人工按[總啟動/停止]按鍵，系統便自動進入連續配料工作狀態，途中無須人工乾預。按預置的配料次數結束後，系統便自動停止配料，並發出結束報警。
配料重量值從稱重機表經由標準通訊模塊傳輸給PLC進行換算處理，再經過通訊口上傳到上位計算機。所有配料數據均自動保存在計算機硬盤中，便於統計、查詢、報表打印等。
2、電氣控制系統
電氣控制系統由電氣控制櫃和PLC主控制櫃組成。
電氣控制櫃含：塑殼空開、電動機斷路器、小型斷路器、交流接觸器、變頻調速器、電氣輔助器件等。
⑴、控制櫃內設有一個電源總開關，之後每組工作電機單獨設置一個電源開關，便於維護、檢修。
⑵、櫃內電氣設備互換強，便於維修和搶修，並有過載保護和短路保護功能。
⑶、對容量大的設備電機，采用Y/Δ降壓啟動方式。
註：因本方案為配料部分控制技術改造方案，保留原有低壓電氣控制部分，增加變頻調速器，以提高配料速度和精度。
PLC主控制櫃含：可編程控制器、擴展模塊、通訊模塊、控制繼電器、稱重顯示機表、開關電源及輔助材料等。
⑴、采用可編程控制器（簡稱PLC）通過PLC程序對整個設備系統實現電氣聯鎖和邏輯控制。控制線路清晰，控制安全、準確、可靠，便於檢修、維護，保證設備安全運行，且自動化程度高。
⑵、通訊模塊是將稱重機表的重量數據傳輸給PLC，由PLC運算處理後上傳至上位機，並進行換算比較，輸出各種相應的控制信號，達到自動控制目的。
⑶、控制繼電器用於PLC輸出接點與外部電氣器件隔離，可保護PLC的接點，延長PLC的使用壽命。
⑷、稱重顯示器主要是對物料的重量信號進行采集、處理和顯示，並通過RS485通訊接口輸出數據資料和接受PLC的指令。
稱重顯示控制器具有以下功能：
5.1 全數字式調校和功能設定方式，各種參數可麵板設定、查詢和修改；設定值能掉電保護。
5.2 性能穩定，抗乾擾能力強，控制精度高，可顯示實時重量值。
5.3 具有標準的RS232/485串行通訊接口，可與上位機連接通訊。
5.4 AD轉換速率為200次/秒
5.5 顯示精度為1/15000。
5.6 輸入精度為0.3uV/d
⑹、櫃內主要元件采用國際名牌產品：
可編程控制器（日本三菱） FX系列
各類模塊（日本三菱）
變頻調速器（日本三菱） E540系列
控制繼電器（日本歐姆龍） MY2NJ或MY4NJ
稱重顯示器機表（志美產品）
3、上位機操作管理系統
由研華工控機（IPC）、17”液晶顯示器、打印機、UPS、組態軟件等組成。
⑴、硬件
上位主機采用高品質的研華工控機：機箱IPC-610P，主板PCA-6006LV，CPU為P4/2.4G，512M內存，52X光驅，80GHDD硬盤，17"彩色液晶顯示器，USB/COM/RS485通信接口。
⑵、軟件
采用北京亞控公司組態軟件。“組態王”是在PC機上建立工業控制對象人機接口的一種智能軟件包，它以WINDOWS中文操作系統作為其操作平臺，充分利用WINDOWS功能，圖形界麵友好。它能與PLC進行通訊，可讀取I/O狀態，發送I/O指令，具有報警、故障查詢及打印功能。組態畫麵真實反映實時狀態，工程設定及配方輸入多樣，適應工況能力強。而且軟件設有不同的訪問權限，可讓不同權限的人操作不同的內容。“組態王”是目前國內最好的、銷量最大的品牌監控組態軟件。
軟件操作說明：
①、美觀實用的生產過程動態模擬，能顯示實時的工作狀態和每種物料的目標重量、實際重量及誤差值；實現手動操作和自動控制配料功能；
②、全中文界麵，操作簡單、方便，隻需用鼠標點擊相應的按鍵即可。
③、豐富的數據管理功能，故障聲光報警提示及統計；存貯配方預置，可隨時進行配方調用、修改、刪除和查詢；
④、每批配料數據的歷史記錄保存，可隨時對產量及耗料進行班、日、月、年報表統計、查詢和打印；
⑤、在配料過程中，具有缺料自動報警，並可在線人工更換裝有相同物料的倉號；
⑥、具有操作員權限管理、現場管理和網絡化的遠程服務等功能；
⑦、整個系統均為人機對話模式，操作簡單易用，維護方便；
⑧、可實現遠程管理，控制室的計算機可與總經理室的計算機聯網。總經理室內可實時查看生產情況和生產報表。
三、系統主要功能
1、 具有手動操作和自動控制配料功能；
2、美觀實用的生產過程動態模擬，能顯示實時的工作狀態和每種物料的目標重量、實際重量及誤差值；
3、存貯配方預置，可隨時進行配方調用、修改、刪除和查詢；
4、每批配料數據的歷史記錄保存，可隨時對產量及耗料進行班、日、月、年報表統計、查詢和打印；
5、在配料過程中，具有缺料自動報警（可選配語音報警和操作提示），並可在線人工更換裝有相同物料的倉號；
6、具有操作員權限管理、現場管理和網絡化的遠程服務等功能；
7、控制部分均選用進口知名品牌產品，保證系統的穩定性、可靠性、長期性。
8、整個系統均為人機對話模式，操作簡單易用，維護方便；
9、采用變頻調速器控制配料，提高瞭配料速度和精度，從而提高產品的質量和穩定性。
四、
系統改造策略及工期
1、PLC控制器、控制繼電器接線端子等可預裝於一塊安裝底板，並連接好控制線。
2、所有控制軟件均在安裝前調試完成，並能正常運行。
3、控制器安裝底板、變頻調速器及稱重顯示器均安裝於原有的控制屏內或麵板上。
4、從安裝器件到佈線結束，需要2~3天即可開機投產。
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