摘要：配料系统根据生产计划及配方比例计算出各种物料的加料量(给定值)。并交由下位PC进行配料控制，PLC根据给定值，分别计算出气动阀动作时间，当气动阀动作到一定时间且物料已接近给定值时，再进行微量小范围调整，使称体中的物料无限接近给定值到允许的误差范围，关闭进料气动阀。这样，就可以分别精确称量出每次混合的三种物料的添加量。
1概述
随着中国改革开放的不断深入，人们的生活水平和自我保健意识日益增强。随着中国改革开放的不断深入，人们的生活水平和自我保健意识日益增强。人们的饮食不再是简单的“填饱肚子”，而是如何科学地饮食，以达到健身和预防疾病的目的，补充人体所需的微量元素已成为一个重要的课题。而盐是添加微量元素的最佳载体之一，为了满足市场需求，许多制盐行业在传统制盐工艺的基础上，科学合理地将人们日常生活必需的锌、硒、钙、钾、铁、镁、核黄素等多种营养元素混合，生产出种类繁多的盐产品，以满足人们强化营养、均衡营养、低钠盐、调味盐等这些盐的品种越来越受到人们的青睐，这给盐的生产和使用带来了一场新的革命。然而，微量元素的添加量很小(一般为mg/kg)，结合多年来开发和推广计量秤和配料系统的经验，为营养盐配料系统提出了“静态称重和动态生产”的新方案，静态称重的精度和稳定性远远高于动态称重。这使添加高精度和稳定性的微量元素成为可能同时，在确保混合均匀的前提下，通过调整控制参数，混合后的后续生产过程是连续稳定的。综上所述，这样生产出来的营养素应该是微量元素含量准确、混合均匀的优质合格产品。
2工艺分析
为了保证生产的连续性，选用了两套搅拌系统。仅运行1#混合系统和任意两台包装机；当有多个营养盐生产计划时，将运行1#和2#混合系统以及一条完整的包装生产线(5台包装机)。盐原料来自包装三楼2号仓库。在混合之前，系统根据生产计划自动(或手动)确定三种物料的加入量。最后一次物料混合快结束时，提前将三种物料放入称重机中等待。一旦搅拌机中的物料出料完毕，立即将这三种物料加入称重机，开始新一轮的搅拌。重复这一过程以确保测量的准确性和混合的均匀性。
3控制基本原理
平衡营养盐自动配料系统共包括了两套独立的定量配料混合系统和一条包装生产线。而每套混合系统又包含一台混合机、三套计量控制设备。
3.1计量称控制原理
根据现场具体情况，计量控制系统由PLC作为主机运行，在上位机的帮助下完成标定工作，上位机根据生产计划和配方比例计算各种物料的投料量（给定值）。交给下位机进行配料控制，PLC根据给定值计算气动阀门的动作时间。当气动阀作用一定时间，物料接近给定值时，在小范围内调节，使称量体内的物料无限接近给定值到允许误差范围内，关闭进料气动阀。这样，每次混合的三种材料的添加量可以分别精确称重。
混合机主要包括固定框架、称重模块、信号调理模块、存储模块、串行通信模块、处理器、电源模块和液晶屏。质量采集模块包括称重量模块和角度模块。称重模块安装在称重试验台的固定架上，角度模块安装在卸料尾轴上。
当角度模块监测到尾轴旋转角度大于10°时，处理器开始采集数据，称重模块采集重力垂直于秤台的分量，累计采集数据量大于1000时停止采集数据。称重模块输出的信号经信号调理模块放大转换后，处理器计算出反应釜的质量，计算结果送到存储模块并显示在液晶屏上。
3.2混合机控制原理
当添加混合物时，混合机将立即动作，每次混合的物料添加总量和混合时间应根据料斗中的物料量和确保均匀混合所需的最短时间综合确定，以避免包装生产线中的断料现象。
3.3上位管理计算机控制原理
上位机实时监控生产线中的各种参数，对各种参数超标进行报警，打印生产报表，保存至少一个月的实时数据，用于生产管理分析。同时，它还与PLC一起参与称重管理。
4控制系统结构
根据自动配料控制系统的设计原理和平衡养分定量配料混合系统的实际需要，将整个控制系统分为现场执行层、控制层和管理层三个层次。现场执行层主要由检测仪表和执行机构组成，包括:重量检测和料位检测；控制层由可编程控制器（PLC）组成；管理系统由工业控制计算机和上位组态软件（组态王）组成。
上位机完成人机界面，完成参数调整、数据管理、报警处理、报表打印等功能。
下位PLC完成配料的定量控制、搅拌机的搅拌控制、出料控制和料斗的料位检测。
混合器完成材料的混合。
高精度称重模块和称重变送器完成材料重量采集。
料位仪完成料斗中料位的检测。
气动控制阀完成物料控制。
5软件设计
喂料系统的软件分为两部分:上位机管理软件和下位PLC监控软件。为了实现监控管理系统提出的任务和功能，合理高效地利用控制系统的硬件和软件资源，对监控管理系统进行了合理的设计。
5.1管理系统
控制管理系统主要有以下几个画面组成：
系统总貌图：将工艺流程制作成图，表明系统各物料的走向，同时在各检测点处实时显示各类物理量的值；
操作面板：以控制回路为单元共同组成整个画面，提供控制回路主控参数设定值的修改接口和实时显示；
调试窗口：提供对控制回路控制参数的修改和运行效果的观察；
实时趋势图：可以自动卷动，快速反映变量随时间的变化；
历史趋势图：完成对系统各重要参数的历史数；
据查询；报警窗口：对各重要参数的异常情况记录和报警；
帮组窗口：对整个控制系统进行介绍并详细说明操作方法；
报表窗口：对系统的重要物资参数提供以班、日、年、为单位的统计、打印功能，为管理提供基础数据。
5.2下位控制系统下位
PLC软件完成计量称的管理及控制、混料控制、料位检测功能。
6结论
该控制系统具有以下特点：
1)系统采用执行层、控制层、管理层的三层控制系统结构，符合集中管理、分散控制的集散控制系统原则，为企业实现自动化、信息化、辅助决策提供了良好、开放的平台。
2)提供友好的人机接口，使操作简单、准确。系统从先进、经济、实用、好用、耐用的设计思想出发，对系统的每一部分进行论证，选择的产品和采用的技术都是经过实践证明是可行的，从局部到总体，保证控制系统的合理性和经济性。按现代最新的自动化技术规范和要求，进行控制系统方案全面精心设计，以实现平衡营养盐生产过程具有高度的智能化、自动化。从实际控制和管理需要出发，控制系统提供了尽可能灵活和方便的功能。
