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穩定土廠拌設備兩種控制方式的比較


1.計量方式及性能要求

穩定土廠拌站的電子計量系統可以采用儀表、工控機和PLC(可編程控制器) 3種控制方式。由于現階段用PLC對模擬量的控制在實際應用中效果不是很理想,所以現在電子動態計量穩定土廠拌設備的控制系統多數采用工控機控制和配料儀表控制兩種方式。理論上兩種控制方式均可達到系統骨料計量誤差≤±2%,系統粉料計量誤差≤±1%。在相應的平臺下編制應用軟件,使用漢字操作系統,只有詞組或矩語才能做標題可具有如下功能:

可以在線進行多種物料的總量設定和單臺流量、流量比例設定;各物料實際流量之和與電腦顯示的流量之和保持一致;系統有單臺秤的動態模擬顯示;電腦可進行實時參數的顯示和歷史數據的管理;系統對每次運行的累計產量、配比、運行起止時間等參數可查詢和打印;可實現手動、自動配料的無擾切換;系統有密碼設置功能,能夠保證系統的安全性;進出計算機(核心)的所有信號進行光電隔離,隔離電壓在2500V以上;系統有自診斷功能,可對缺料、卡料等情況進行診斷,并配備必要的報警設施 。

2.兩種控制方式的比較

工控機控制是在儀表控制的基礎上發展起來的,它采取集中控制方式,同時可實現對多路秤的控制。

早期配料控制以儀表控制為主,隨著計算機性能的提高和普及,工控機控制已逐漸成為主流控制方式。

從控制原理上講,這兩種控制方式基本一致,都采用閉環控制方式,從傳感器采集質量和速度信號,然后對信號放大處理轉換,系統對采樣數值用PID算法進行處理,最終系統輸出0~20 mA電流信號(或0~5 V電壓信號)控制變頻器輸出頻率,從而達到控制電動機轉速的目的,達到要求的配比。

在系統配置上,工控機由于采用集中控制,所以只需1臺電腦和幾塊工控板即可實現對多路秤的控制,如A/D、D/A等工控板均在電腦主機內。而儀表控制是單路控制,每個秤對應1塊儀表(一表一用),電腦只負責和儀表通訊,讀取和管理儀表數據,其控制核心部分在儀表內部(儀表內有CPU、存儲器、AD、DA模塊、信號處理模塊、輸入輸出模塊等),即使電腦損壞,儀表仍然能夠正常控制變頻器工作。

兩種控制方式相比較,工控機的優點如下:

(1)所用電器件穩定可靠

工控機用的各電器件都是工業級的,是經過國家嚴格檢驗的,性能穩定可靠且工控機控制方式現在已比較成熟。進口儀表則價格太高而國產儀表多是自行開發組裝的,其性能及可靠性與進口儀表相比仍有差距。

(2)成本較低

工控機控制的成本顯然低于儀表控制的成本,因為除電腦外,只需增加幾塊工控板就可實現控制;而儀表控制除電腦外,每路秤都需要1塊儀表,配料儀表價格也較高,所以路數越多總成本越高。

(3)接線相對簡單

工控機控制比儀表控制接線相對簡單。儀表控制因每1塊儀表都有很多接線,如與傳感器、上位機和繼電器連接,總的接線數量比工控機控制多許多,這樣增加接線和檢修難度。

(4)對電源的要求不高

儀表控制對電源要求很高,電源的波動會對儀表造成很大的干擾,而施工工地所用的電源一般都難以保證。而工控機控制對電源的要求相對低一些。

(5)用戶培訓和操作容易

工控機控制方式對用戶培訓相對容易,用戶只需明白系統界面各參數的含義,能夠對其進行基本的數字、漢字輸入即可。儀表控制方式要求用戶除熟悉電腦軟件以外,還要熟悉儀表。儀表的參數很多,多數儀表的參數為英文,培訓起來很困難,操作也相應繁瑣一些。

(6)擴展方便

工控機控制實現路數擴展很方便,工控板上部留有擴展通道,幾乎不增加成本。而儀表控制則不然,每擴展一路就要增加一塊儀表。


儀表控制也有自身的優勢,比如,在控制過程中,如果上位機出現故障,儀表仍然可以正常運行而不受其影響,而且各路秤之間相對獨立,互不影響。

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