[科普中国]-配料输送系统

配料输送系统是一个针对各种不同类型的物料（固体或液体）进行输送、配比、加热、混合以及成品包装等全生产过程的自动化生产线。可以广泛应用于化工、塑料、冶金、建材、食品、饲料等行业。1

简介配料输送系统是一种在线测量动态计量系统，集输送、计量、配料、定量等功能于一体，在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。

功能1.改善工作环境，提高生产效率，减轻劳动强度；

2.具有配方管理功能，配方的建立、修改、打印、删除、运行等；

3.具有实时监控自动连续生产的功能，且设备的密封性好；

4.具有实时数据采集、记录、打印、查询等功能。2

组成自动配料输送系统是对粉粒或液体物料进行单秤称重并按所选配方混合这一工业过程进行实时监控管理的自动化系统，已广泛应用于：冶金、建材、化工、医药、粮食及饲料等行业。一般的工业自动配料输送系统由以下几部分组成。

（1）给料部分：给料部分是从料仓（或储罐）向称重设备中加料的执行机构。根据物料的不同特性，可以选用不同的给料设备，如电磁振动给料机、螺旋给料机、单（双）速电磁阀等。

（2）称量部分：称量部分由传感器、标准连接件、接线盒和称量斗组成，与称量仪表一起进行物料的称量以及误差的检测。

（3）排料设备：排料可以是称重设备（减量法）或排放设备（增量法、零位法）。通常由排空阀门、电磁振动给料机、螺旋给料机、电（气）动阀门等组成。所有设备均应根据现场的工艺条件和物料的性质等进行设计和选择。

（4）配料控制系统：配料控制系统由称量仪表、一可编程控制器、上位工控机及其它控制器件等组成。

（5）校秤系统：配料系统传感器应进行定期调校，以保证系统配料精度。

控制系统、配料控制系统由称量仪表、上位工控机、可编程控制器及其他控制器件等组成。典型的配料控制系统在一些比较简单的称重配料系统中，也可以采用工业计算机 （IPC）加数据采集板卡的形式进行配料的控制。1

结构方式初创时期，配料系统是以单回路调节为特征。这时的计算机都作为数字运算的工具，或进行数字统计，或进行数字分析，而计算机与配料装置之间没有物理上的连接。计算机只起到“离线”的作用。

集中型发展时期，配料系统是把若干个控制回路以及所有的变量的显示、操作和控制集中在单一计算机上来实现。但这样做也产生了问题即集中的脆弱性问题，单台计算机控制着所有的回路，把危险也集中了，一旦计算机有故障，则导致全面瘫痪。

随着现代工业控制的分散性和管理的集中性的不断提高，分布型或集散型配料控制系统应运而生。分布型配料控制系统由分散的仪表控制系统组成，它将控制系统分成若干个独立的局部控制系统，用以完成受控生产过程自动控制任务。由于微型计算机的出现与发展，为实现分散控制提供了物质和技术基础。集散型控制系统是采用标准化、模块化和系列化设计，由过程控制级、控制管理级和生产管理级所组成的一个以通信网络为纽带的集中显示操作管理、控制相对分散、具有灵活配置、组态方便的多级计算机网络系统结构。它是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互发展、渗透而产生的，既不同于分散的仪表控制系统，又不同于集中式计算机控制系统，它是吸收了两者的优点，在它们的基础上发展起来的一门系统工程技术，具有很强的生命力和显著的优越性。2

控制方式调速配料控制方式有如下几种：

（1）恒速配料方式

该方式应用较为广泛。所谓恒速，即皮带秤的环形皮带始终以恒速运行，通过调节上级给料速度来实现流量控制。因为该方式存在给料设备，料仓中的物料不是直接作用在皮带上，物料重力对皮带张力的影响不大，而且也不存在速度变化对皮带张力的影响，所以，该方式计量准确度较高。另外，由于给料设备是根据不同的物料性质选用的。一般不会发生断料、堵料的现象，流量基本稳定，系统不会处于失控状态，可靠性也较高。该方式控制模型简单，普通的PID调节器就可实现过程控制。

（2）调速配料方式

它是通过调节配料皮带秤本身的转速来控制流量的大小的，一般采用直压式给料。配料皮带秤起计量和给料两种作用。该方式减少了给料设备，投资少，占用空间少，适合老设备的改造，控制模块简单。但物料是直接作用在皮带上，物料压力和皮带速度的变化对张力的影响较大，影响计量准确性。当物料湿度、粘度发生变化时，易发生堵料现象，降低了系统可靠性，只适应那些物料性质稳定、流动性好的物料，准确性低于恒速配料方式。

（3）同步调速方式

指对给料设备和配料皮带秤二者的转速进行同步调整，二者的电机通过机械结构相连，转速同时可调。该方式控制准确度高于恒速配料方式，并避免了物料对皮带张力的影响。该方式控制模型简单，但机械结构多，投资大。

（4）双调速配料方式

该方式中，控制仪表输出两个控制调节量，一个调节给料设备的转速，另一个调节皮带秤本身的转速。该方式输送物料量均匀，计量准确度和控制准确度都很高，系统可靠，但机构复杂、投资大、控制模型确定困难。

实际应用时，调速配料方式的选择要根据用户对计量准确度、控制准确度、系统可靠性、投资、占用空间大小等因素来确定。2

控制系统1. 硬件系统

根据控制器的不同，控制系统可以分为三类。

（1）采用称重仪表作为控制器的控制系统

其称重功能通过称重仪表或内加模拟量转换模板来实现，这类系统广泛应用于中、小型企业，如水泥、冶金、化工等行业，系统配置简洁，造价较低。

（2）采用作为控制器的控制系统

在一些中型的控制系统中，称重控制系统要同现场其它电气设备实现各种联锁关系，在这种情况下，单一依靠工控机以及称重仪表无法实现这些复杂的控制功能。因此将作为系统的控制核心，工控机与结合，并实现通讯，工控机作系统管理功能。

（3）采用作为控制器的控制系统

在一些大中型控制系统中，工厂的自动控制系统有着较为全面的规范，系统一般采用系统。在些种情况下，将称重系统作为整个控制的一部分，充分利用系统的软、硬件资源，即可实现系统的高可靠性，同时从系统总体来看也较为经济。

2. 软件系统

基于配料控制器和Windows软件平台的集散控制系统是一种常见的组态形式。系统中配料控制器作为下位机，工控机作为上位机，工控机通过RS-485（或RS-422）双向通讯接口与各仪表连接。工控机根据配比自动计算出各台配料秤的目标流量，并通过通讯接口对配料控制器进行设置。配料软件为模块式，包括操作、报表管理、现场监控、系统组态、报警管理和设置等模块。2

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学