称重控制器适合的配料系统

在自动化生产流水线中,如果物料的波动量很大(比如沙石料、水泥等),若没有很好的控制算法,往往实际物料重量与理论重量偏差很大而不能满足实际生产需求。yi般设计[称重控制器]1的做法是:xian启动[配料系统]2开始喂料,然后在喂料的过程中不断地检测喂料的重量.当理论用料量和当时的实际喂料量的差值小于喂料提前量时,关闭喂料器的喂料阀门,停止喂料,靠惯性和阀门关闭后的物料流量补足理论料量;若提前量太大,靠点动喂料完成。笔者以为,物料从储料仓到称重器的控制方式是控制过程的关键所在。

1、自适应模型
在每次配料时,如果按前yi次配料的喂料提前量关闭喂料器的喂料阀门,液体灌装机停止喂料后,经过yi定时间,若实际喂料量与理论喂料量的jue对差值在误差允许范围内时,喂料提前量是合适的,则不需要修正该值;而如果实际喂料量与理论喂料量的jue对差值大于允许误差范围时,喂料提前量就要修正,其修正模型如下式中w是下yi次称重时的喂料提前量;w0为本次称重时的喂料提前量;x1为使用w0喂料提前量停止喂料后的实际喂料量;x0为理论料喂料量;R为风险系数,是利用贝叶斯法则从每次改变喂料提前量的数据中获得的后验概率,从后验概率出发,运用风险函数,求出具有zui小风险模式的系数。风险函数是指将属于yi类样本X决策为Yj类(记为aj)的风险,记为λ(aj|yi)。因此,将样本X决策为Yj类的总风险为选择风险R(aj|X)zui小的作为样本X的系数,而xian验概率P(yi)代表配料系统对任务的xian验知识;条件概率P(X|Yi)的分布形式可以根据xian验知识来估计,而函数的参数向量可以从实际测试的数据中估计出(估计的方法可以是zui大似然估计、贝叶斯估计等方法)。其中Rzui初使用经验数据,随着实际配料过程的实施,具有实际配料数据(实际配料量x,下料流量y,喂料提前量w,点动次数n等,这些数据需要每次保存)后,实测数据作为样本空间利用上式快速计算得出y为本次称重过程中的平均物料流量,由公式计算获得,wi为各个时间段内的喂料重量。自动灌装机而在下yi次配料称重时,阀门关闭的喂料重量提前量按w1=w+ky计算使用(式中k为yi个常量)。
2、实现方法
在实际应用中,由于每yi次配料时各种物料的配料重量,使用的喂料提前量,实际配料量,实际下料流量以及点动次数不完全相同,故在修改提前量时必须要有以前的各种因素数据,所以在设计系统时,可以将每次配料的实际配料量、喂料提前量、下料流量、点动次数等数据记录下来,作为以后修改喂料提前量的原始经验数据,同时也作为生产管理的数据来源。称重终端在系统自动修改喂料提前量数据时,将这些数据取出来,作为配料系统自适应算法各种参数和配料系统风险参数评估的数据来源。

3、配料系统的特点
3.1不需要提前获取喂料提前量的经验数据yi般应用系统在设计阶段都要得到有关各种物料的下料流量和喂料提前量的经验数据,而这些经验数据必须经过反复实验才能得到;但是在实际生产过程中,为避免浪费,yi般不允许多次实验。从[称重模块]1采用喂料提前量自适应算法,在设计阶段不需要这些经验数据,可以在开始时设定yi个较大的喂料提前量,系统根据自己实际测定的流量数据,自动修改喂料提前量数据,从而节省大量的实验材料和费用。
3.2喂料提前量收敛速度快在进行喂料提前量修正时,如果算法设计不好,在系统自动修正时,有可能引起喂料提前量数据的振荡,使得喂料提前量时高时低,也有可能逐步收敛,但是收敛速度太慢,不利于实际生产过程的质量稳定。使用喂料提前量自适应算法,其收敛速度很快;又由于是单向收敛,不会造成提前量振荡或太小,而使实际喂料量超过理论值。在提前量太大而喂料不足时,可以控制点动以补足喂料。防爆电子秤yi般经过两三次配料过程即可基本消除点动喂料过程,得到符合实际的喂料提前量,缩短了系统的调试周期。
3.3配料系统风险较小由于系统风险参数在算法中充分考虑了以前的实际配料数据(实际配料量、喂料提前量、下料流量、点动次数等),所以在此基础上建立的模型其风险zui小。
4、实际应用
砼搅拌楼控制配料系统要求在配料时各物料配料称重准确、操作简单、使用方便,操作员在控制室内就可以实施对生产线全过程的监视、操作、控制、系统故障定位及故障应急处理等,使生产线按预xian设定的工艺流程运行,尽可能减少人为因素的影响。通过增加工业以太网接口,可以很方便地与厂级MIS系统挂接。砼搅拌楼的控制过程是yi个由机械和电器两部分组成的自动配料系统,机械部分包括喂料机构、称重机构等;电器部分由[称重模块]2套件、[称重仪表]1、工业控制计算机、控制箱、气动系统等组成。该系统的称重配料是关系其产品质量的关键因素,在研制过程中,对其主要原材料水泥、沙、碎石、水、减水剂重量要求准确度较高;而这些物料由于密度、流量的不同,各个自动配料系统的控制方式也不同,造成在整个系统中对于不同的物料需要专门设计其称重控制软件,工作量太大。使用上述介绍的喂料提前量自适应算法后,各称重系统的软件基本相同,减少了设计工作量和系统维护工作量,提高了称重的精度,增加了自动配料系统的整体稳定性。该配料系统使用MicrosoftVisualBasic3.0编制,在1995年投入使用,由于系统xian进,稳定可靠,已经连续、稳定、可靠地运行达7年以上,使该单位的产品长期稳定在高质量、高技术水平上,增强了市场竞争能力,获得了ji好的经济效益。