稱重控制器適合的配料系統

在自動化生產流水線中,如果物料的波動量很大(比如沙石料、水泥等),若沒有很好的控制算法,往往實際物料重量與理論重量偏差很大而不能滿足實際生產需求。yi般設計[稱重控制器]1的做法是:xian啟動[配料系統]2開始喂料,然后在喂料的過程中不斷地檢測喂料的重量.當理論用料量和當時的實際喂料量的差值小于喂料提前量時,關閉喂料器的喂料閥門,停止喂料,靠慣性和閥門關閉后的物料流量補足理論料量;若提前量太大,靠點動喂料完成。筆者以為,物料從儲料倉到稱重器的控制方式是控制過程的關鍵所在。

1、自適應模型
在每次配料時,如果按前yi次配料的喂料提前量關閉喂料器的喂料閥門,液體灌裝機停止喂料后,經過yi定時間,若實際喂料量與理論喂料量的jue對差值在誤差允許范圍內時,喂料提前量是合適的,則不需要修正該值;而如果實際喂料量與理論喂料量的jue對差值大于允許誤差范圍時,喂料提前量就要修正,其修正模型如下式中w是下yi次稱重時的喂料提前量;w0為本次稱重時的喂料提前量;x1為使用w0喂料提前量停止喂料后的實際喂料量;x0為理論料喂料量;R為風險系數,是利用貝葉斯法則從每次改變喂料提前量的數據中獲得的后驗概率,從后驗概率出發,運用風險函數,求出具有zui小風險模式的系數。風險函數是指將屬于yi類樣本X決策為Yj類(記為aj)的風險,記為λ(aj|yi)。因此,將樣本X決策為Yj類的總風險為選擇風險R(aj|X)zui小的作為樣本X的系數,而xian驗概率P(yi)代表配料系統對任務的xian驗知識;條件概率P(X|Yi)的分布形式可以根據xian驗知識來估計,而函數的參數向量可以從實際測試的數據中估計出(估計的方法可以是zui大似然估計、貝葉斯估計等方法)。其中Rzui初使用經驗數據,隨著實際配料過程的實施,具有實際配料數據(實際配料量x,下料流量y,喂料提前量w,點動次數n等,這些數據需要每次保存)后,實測數據作為樣本空間利用上式快速計算得出y為本次稱重過程中的平均物料流量,由公式計算獲得,wi為各個時間段內的喂料重量。自動灌裝機而在下yi次配料稱重時,閥門關閉的喂料重量提前量按w1=w+ky計算使用(式中k為yi個常量)。
2、實現方法
在實際應用中,由于每yi次配料時各種物料的配料重量,使用的喂料提前量,實際配料量,實際下料流量以及點動次數不完全相同,故在修改提前量時必須要有以前的各種因素數據,所以在設計系統時,可以將每次配料的實際配料量、喂料提前量、下料流量、點動次數等數據記錄下來,作為以后修改喂料提前量的原始經驗數據,同時也作為生產管理的數據來源。稱重終端在系統自動修改喂料提前量數據時,將這些數據取出來,作為配料系統自適應算法各種參數和配料系統風險參數評估的數據來源。

3、配料系統的特點
3.1不需要提前獲取喂料提前量的經驗數據yi般應用系統在設計階段都要得到有關各種物料的下料流量和喂料提前量的經驗數據,而這些經驗數據必須經過反復實驗才能得到;但是在實際生產過程中,為避免浪費,yi般不允許多次實驗。從[稱重模塊]1采用喂料提前量自適應算法,在設計階段不需要這些經驗數據,可以在開始時設定yi個較大的喂料提前量,系統根據自己實際測定的流量數據,自動修改喂料提前量數據,從而節省大量的實驗材料和費用。
3.2喂料提前量收斂速度快在進行喂料提前量修正時,如果算法設計不好,在系統自動修正時,有可能引起喂料提前量數據的振蕩,使得喂料提前量時高時低,也有可能逐步收斂,但是收斂速度太慢,不利于實際生產過程的質量穩定。使用喂料提前量自適應算法,其收斂速度很快;又由于是單向收斂,不會造成提前量振蕩或太小,而使實際喂料量超過理論值。在提前量太大而喂料不足時,可以控制點動以補足喂料。防爆電子秤yi般經過兩三次配料過程即可基本消除點動喂料過程,得到符合實際的喂料提前量,縮短了系統的調試周期。
3.3配料系統風險較小由于系統風險參數在算法中充分考慮了以前的實際配料數據(實際配料量、喂料提前量、下料流量、點動次數等),所以在此基礎上建立的模型其風險zui小。
4、實際應用
砼攪拌樓控制配料系統要求在配料時各物料配料稱重準確、操作簡單、使用方便,操作員在控制室內就可以實施對生產線全過程的監視、操作、控制、系統故障定位及故障應急處理等,使生產線按預xian設定的工藝流程運行,盡可能減少人為因素的影響。通過增加工業以太網接口,可以很方便地與廠級MIS系統掛接。砼攪拌樓的控制過程是yi個由機械和電器兩部分組成的自動配料系統,機械部分包括喂料機構、稱重機構等;電器部分由[稱重模塊]2套件、[稱重儀表]1、工業控制計算機、控制箱、氣動系統等組成。該系統的稱重配料是關系其產品質量的關鍵因素,在研制過程中,對其主要原材料水泥、沙、碎石、水、減水劑重量要求準確度較高;而這些物料由于密度、流量的不同,各個自動配料系統的控制方式也不同,造成在整個系統中對于不同的物料需要專門設計其稱重控制軟件,工作量太大。使用上述介紹的喂料提前量自適應算法后,各稱重系統的軟件基本相同,減少了設計工作量和系統維護工作量,提高了稱重的精度,增加了自動配料系統的整體穩定性。該配料系統使用MicrosoftVisualBasic3.0編制,在1995年投入使用,由于系統xian進,穩定可靠,已經連續、穩定、可靠地運行達7年以上,使該單位的產品長期穩定在高質量、高技術水平上,增強了市場競爭能力,獲得了ji好的經濟效益。