1前言

在化工、冶金、建材、陶瓷、食品、饲料等工业领域，许多产品都是将多种原料按一定比例混合，经过物理或化学加工而得到的。因此，在这类产品的生产过程中，物料配比的准确性不仅成为影响产品质量的重要因素之一，也是避免浪费、提高生产效率的重要因素。因此，如何提高工业搅拌机的控制精度至关重要。

近十年来，我国在配料控制方面发展很快，应用也很广泛。近十年来，我国在配料控制方面发展很快，应用也很广泛。失重秤等核子秤是一种基于被测物质吸收辐射的高科技高精度称重设备，但由于其成本高，环境污染严重，只在少数场合使用。皮带秤通过压力称重模块对通过称重皮带机的物料重量的感受来获得物料的流量，但其成本较低。由于受皮带电机振动的影响，精度很低，一般很难达到1%以上。这种秤多用于一些对精度要求不高的地方，如水泥配料斗秤是工业配料中最古老的称重设备，结构简单，成本低，但由于精度低，大多没有被采用。失重法是一项最新发展起来的新技术，在中国只有十几年的时间才得到广泛应用，它可以达到很高的精度。它的工作原理非常简单，即通过输送设备向称量斗提供所需的物料量P和额外的物料量AP。然后将物料排出，直到称重料斗中的剩余物料AP由于这种称重方法可以克服物料脉冲和变送器零点漂移等因素造成的误差，它接近静态测量，因此精度很高，目前可以达到01%以上，这种称重方法在世界上广泛使用，特别是在玻璃行业中，本文主要讨论如何提高称重秤配料控制的精度。第一部分简要介绍了称重秤配料控制的原理，第二部分介绍了如何从软件方面提高控制精度，第三部分介绍了如何利用多AD转换系数提高在线称重精度，第四部分给出了控制实例及其应用效果。

2失重配料控制系统的基本原理

配料线上的失重秤由料仓、进料电动振动器、料斗秤、出料电动振动器和三个张力测量模块组成。配料过程如下:首先由加料电动振动器将物料喂入称重料斗，同时失重秤对物料进行在线测量，直至达到给定值，加料过程停止。然而，进行重量损失测量。也就是说，材料通过电动振动器连续地卸到带式输送机上。在放电过程中，计算机按照一定的采样周期采样并计算出放电量。当排料量达到给定水平时，排料过程停止，配料过程完成。

称重料斗中物料的变化通过称重传感器送到计算机进行AD转换和计算机处理显示，并以此为基础控制电动振动机进行装卸料。

配料控制的精度主要取决于称重模块、变送器、电动振动器和控制器的性能和控制算法。由于这种配料控制方法只对物料变化的累计量感兴趣，因此它对物料流量变化的要求不高，只要电动振动器和控制器的输出能力满足要求并且相对稳定，就不会对控制精度产生重大影响。称重模块和变送器是影响精度的关键因素，因此应选择精度和稳定性高的称重模块，并采用多个称重模块的并联组合方式（只需选择三个称重模块）。电路中还应选用先进的集成电路放大器，以达到理想的测量结果。

除了选用性能良好的硬设备，还须采用合理的控制算法及控制软件才能进一步提高配料精度。

3控制算法及软件设计思想

失重秤的配料控制是一个不连续的工作过程。它是一种简单的控制算法，用于按给定的比例配料生产中所需的各种物料。配料可通过进料、静态计量、粗流下料、细流下料、静态计量和静态完成。

赔偿等流程完成。在配料中，假设对某种材料的需求为P，为了测量重量损失，给料量应大于P，如果R是多余的给料量，则给料量应为P+R..在加料的同时，计算机连续检测加料量，直到加料量为P+R，加料过程结束并进入静态测量过程，以消除动态测量误差和料斗惯性抖动造成的测量干扰，从而获得准确的加料测量值。下料过程是影响配料精度的重要因素。如果下列物料的流量太大，则容易造成较大的误差:如果流量太小，则满足精度要求，但会增加配料时间和生产不允许。为了解决这一矛盾，应采用粗流量和细流量相结合的方式，用粗流量提高配料速度，用细流量保证精度。

假设采样周期为20ms，将粗流量设置为每个采样周期x个AD码(取23)，细流量设置为每个采样周期y个AD码(y一般取0.2)。流量下料设置为P-3X，以确保粗流量下料量不超过给定的配料量P。由于控制误差，粗流量下料过程停止后，实际下料量测量为PmP-Pm约等于3X，P-Pm-1用作细流量下料。涓流下料完成后，通过静态检测，如果下料量小于P，则以涓流流量进行1/1采用周期的涓流补偿，以提高最终配料量的准确性。分析和实践也证明其控制精度可以达到。

在程序代码中。在装卸过程中，计算机不断采样物料重量，一旦发现某个重量值需要改变电动振动器的动作模式，就立即向电动振动器发出指令，开启或关闭。因此，可以看出，采样周期越短，电动振动机的控制越及时，因此控制精度越高。但是采样周期不能任意短，因为为了克服随机测量误差。每种素材的每个样本都要经过几次AD转换进行数字滤波，AD转换比较耗时。因此，不超过16种物料的混音器采样时间取10~25ms较为合适。

4采用多AD转换系数对物料进行检测

如果没有精密测量，就无从谈起控制精度。要提高测量精度，一方面要从硬件入手。首先要选择性能优良稳定的测量仪器，要求测量仪器精度高、线性好。然而，任何测量仪器都具有一定的非线性和一定的非线性误差。然而，当测量仪器的输出转换为AD时，通常选择单一的AD转换系数进行数据处理。实际上，检测仪器被视为理想的线性仪器，不可避免地会带来非线性误差。

如果将称重仪器的测量范围分为几个区间，并在不同的区间中选择不同的AD转换系数，则每个区间的局部范围内的线性度必然优于整个测量范围内的线性度，因此在不同的区间中选择不同的AD转换系数将使测量结果更接近真实值，从而在一定程度上克服了非线性误差，大大提高了测量精度。如果将称重仪器的测量范围分为几个区间，并在不同区间选择不同的AD转换系数，则每个区间的局部范围内的线性度必然优于整个测量范围内的线性度。因此，在不同区间选择不同的AD转换系数将使测量结果更接近真实值。从而在一定程度上克服了非线性误差，大大提高了计量精度。在失重配料中，实际上只有进料量P+R，卸料后料斗中剩余物料量R的计量精度是影响配料精度的决定性因素，而R到P+R的数值变化仅作为控制电动振动机的参考值，不影响配料量。因此，如果在P+R和R点校准探测系统，可以获得这两点的失重AD转换系数。在AD转换的计算中，在P+R附近的点处选择点P+R的AD转换系数，否则选择点R的AD转换系数值。此外，在上下材料的断点处进行静态检测，这无疑最大限度地提高了这两个点足够接近的区间的测量和计算精度。