地磅廠家關(guān)于重力式自動裝料衡器的配料控制

本文對重力式自動裝料衡器的配料控制原理、方式做了一些介紹，可用于混凝土攪拌站電子料斗秤、大米包裝秤等的配料 PC、PLC 程序設(shè)計參考。

1.引言

重力式自動裝料衡器是按設(shè)定值將散裝物料裝入容器的一種定量自動衡器，現(xiàn)實中大米包裝機、水泥包裝機、混凝土攪拌站 ( 樓) 的電子料斗秤等都屬于這種衡器。裝料秤按不同的準(zhǔn)確度等級有不同的精度要求，具體參考 JJG 564 － 2002《重力式自動裝料衡器( 定量自動衡器) 檢定規(guī)程》。如何保證這種精度，在設(shè)備正常的情況下，配料是否準(zhǔn)確，控制好落差( 或叫提前量或叫過沖量) 是關(guān)鍵，其中又以攪拌站的物料多變、復(fù)雜為較難，所以本文就攪拌站配料控制方面跟大家作一個交流。

2.落差概念

落差就是一種提前量，是配料過程中關(guān)閉配料口那一刻到秤完全穩(wěn)定時的重量差，也就是說配料斗關(guān)門時還有一些料在空中，沒落到秤斗上，這些料的重量我們稱它為落差，如圖 1 左右兩圖所示，當(dāng) b － a 大的時候，說明落差大，反之落差就小。

設(shè)配料口關(guān)閉那一刻的儀表示值為 I1 ，秤完全穩(wěn)定時儀表示值為 I2 ，落差為 L，設(shè)定值( 或叫配方) 為 S，則I2 = I1 + L ( 1) 我們的目標(biāo)是 I2 = S，或者( I2 － S) /S 的百分?jǐn)?shù)小于使用中的最大允許偏差 mpd( x) 乘以 S，否則就是超差。

3.配料控制原理

攪拌站生產(chǎn)通常以輸送車為一批，一批包含幾盤，視攪拌機容量和輸送車容量而定，如攪拌機容量 3 方，輸送車容量 12 方，那一批生產(chǎn) 4 盤。

配料控制方式: 先設(shè)定一個落差值 L，當(dāng)物料配到 SL 時，關(guān)閉配料口，等物料完全落到秤上。

3.1落差手動調(diào)整

這時儀表剛好顯示 S，或者也沒超差，這是我們要的。通常那些物料均勻的流動性好的如河沙，設(shè)定好一個準(zhǔn)確的落差值，就能輕松配準(zhǔn)。

3. 2 落差自動補償

如果最后儀表顯示超差，說明我們設(shè)定的落差值不準(zhǔn)確，那就要進行調(diào)整，下一盤配料就采用調(diào)整后的落差進行補償。一般情況下采用半值法:

L2 = L1 + ( I － S) /2 ( 2) 式中: L2 —調(diào)整后的落差，L1 —本次的落差，I—本次配料的實際值，S—配方值。

公式( 2) 采用逐次逼近的方法，自動補償，一般補償過兩三次( 打過兩三盤料) 后就會穩(wěn)定下來。當(dāng)物料情況發(fā)生改變后，又重新補償直至穩(wěn)定。

有的程序采用全值補償，上一盤料多了，下一盤料就減去多出來的值，這樣能比較快的就看到補償效果，但容易造成震蕩，一直靠近不了配方值，每盤都超差。

4.精度控制

一車要打多盤料時，若第一盤超差，通過后面幾盤的落差自動補償，則整車料的誤差通常都能控制在允許范圍內(nèi)。

但若只需打一盤料，如砂漿或是最后補方，超差怎么控制?

此時可在程序中判斷，本批一盤? 配好料后超差了?那就先別往攪拌機里卸料了，暫停，彈出一手動配料按鈕或是一扣料選擇框，由程序自行判斷顯示按鈕或框，料少了? 那手動點擊該按鈕補料; 料多了? 選擇扣料，然后取消暫停，繼續(xù)生產(chǎn)。扣除后的料留在秤里供后面使用。

可是，手動點擊按鈕補料時按住時間長了，又有可能下多料，短了，可能門都打不開，該多少才合適呢? 這就是下面說的點動保持時間這個概念了。

下面用圖來分別說說攪拌站里幾種料斗秤的配料控制吧。

左下黃色部分為配料機，骨料秤，含 4 個秤體，配料斗和秤斗都是靠氣缸開關(guān)門。左上角橙色藍色的是水泥煤灰等粉料倉，通過螺旋機輸送到秤斗里。右下角綠色的是水泵，右上角淺藍的是添加劑泵。中間綠色的代表攪拌機。

落差越小精度就越好控制，從硬件上講，配料門開小一點，螺旋管水管做的小一些，這些都能很好的控制落差，但這樣一來效率就低了。為了效率和精度更好的結(jié)合，采用快慢配就成為必要了。

設(shè)置快配率，比如說 80% 。對于骨料秤來說，配料斗開兩個門，快配時兩個門一起開，配到 80% 時，關(guān)一個門，完成慢配。對于水秤外加劑秤，設(shè)一粗一細兩個進料管，快配時兩管一起開，慢配時將粗管關(guān)閉。對于粉料秤，限于空間和成本的考慮，不好弄粗細兩個螺旋機，那就點動吧，快配完成后點動完成慢配，但這費電機。

當(dāng)然點動對于其它幾種秤也合適，點動過程必需在程序中設(shè)置點動保持時間和點動間隙時間輸入框，以便隨時改動，積累經(jīng)驗找出最合適的時間值。

到這里，我們也可以看到，上面說的手動補料也可以采用點動控制來自動補料。

快配率設(shè)置時也要考慮實際的情況，如骨料秤，秤斗到配料倉底的高度是一定的，若快配率設(shè)的低，可能慢配門都頂住了( 圖 1 中 a 等于 b) 還沒配滿，而且還影響效率。快配率設(shè)的高了，如 95% ，可能落差比這 5% 的料還大，又起不到快慢配的作用。這些都要在實際中積累經(jīng)驗。

5.模糊控制

在混凝土攪拌站料斗秤的檢定工作時，有時會發(fā)現(xiàn)類似下表的情況:

從表 1 中我們可以看出，當(dāng)配方數(shù)量變化( 表中實際上是由每盤 3 方料變?yōu)?/span> 2 方料時出現(xiàn)的情況) 很大時，配料結(jié)果往往超差嚴(yán)重。

仔細分析后發(fā)現(xiàn)，配方值不同對應(yīng)的落差值是不同的。從圖 1 中看，當(dāng)配方值大的時候，料在秤斗上堆積的高度就高，我們稱之為堆積度大，反之堆積度就小。不難理解，堆積度大時落差小，堆積度小時落差反而大。當(dāng)配方發(fā)生大的改變時落差沒有相應(yīng)的改變，就會造成這樣的結(jié)果，大配方變成小配方時，正超差如表 1 中骨料 1 的

誤差 + 9. 6% ，小配方變成大配方時，負超差如表 1 中骨料 1 的誤差 － 4. 5% ，都超過了 X( 2) 級使用中檢驗的最大允許偏差: ± 2% 。

針對這種情況，要在配方有大的變化時先把落差按經(jīng)驗手動改過來。可是每次這么改動的話確實很麻煩，那怎么辦呢?

采用模糊控制，讓控制系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)，每配一次料就學(xué)習(xí)一次。按配方范圍記錄配料準(zhǔn)確時對應(yīng)的落差值，如 600kg 到 700kg，落差是 100kg，1000kg 到 1100kg，落差是 60kg。然后每次配料前，程序自動判斷該配方處于哪一段范圍，選擇調(diào)用相應(yīng)的落差值后開始生產(chǎn)。后面若是物料情況改變較大，原有記錄的落差不準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)配料又不準(zhǔn)了，它自動補償，重新學(xué)習(xí)，重新記錄準(zhǔn)確的落差。

這個范圍可以選擇，理論上是越小越好，只要資源足速度快就行。如今的電腦容量速度都是可以的，但有些采用 PLC 或單片機控制的設(shè)備如大米包裝機，PLC、單片機存儲器容量有限，就不行了。不過大米包裝機包裝的規(guī)格總共也沒多少個，下料均勻、流動性好，每種規(guī)格固定一個落差，配料時按規(guī)格選擇也容易。

6.結(jié)束語

重力式自動裝料衡器的配料控制，方式多種多樣，但控制落差是不二選擇。本文所述方式，為作者參與設(shè)計并編寫程序的，廣泛應(yīng)用于混凝土攪拌站( 樓) 的控制系統(tǒng)中，得到了用戶的一致肯定。