自动化生产线混合搅拌控制系统的设计研究（二）

控制系统硬件设计

称重模块

称重模块采用计量秤形式进行。设计过程中，计量秤既要满足模拟信号处理、配合比设定功能，还要满足粗细添加功能，同时还要实现自主学习的修正能力和过冲量控制功能。另外，计量秤还要具有在线的补秤、扣秤、标称等功能，满足多种参数设定能力。

重量采集组成包括秤体与拉力传感器，主要功能是依据称重模块的配合比设定，对经过下料阀门的原材料进行高效、准确的重量测量，并快速关闭或开启下料阀门。启动计量，将获得的重量信息设置为零，开启下料阀门，比较增加的重量，通过粗细添加功能和上次加料的过冲量，关闭下料阀门；延时目的是进行误差判断，如果误差过大，执行点动布料功能，否则自动进行过冲量修正与更新。所谓过冲量是指已经通过下料阀门但尚未达到秤体上的原材料。

PAC控制器

PAC控制器采用的是研华的ADAM-5550KW系统，该系统具有稳定ProCon OS内核引擎和强大的Multiprog KW，含有8个槽底板，具有16位高精度模拟量输入模块，16通道数字量输入模块和16通道继电器输出模块。接收生产指令，完成计量、投料、搅拌和排料过程。具体结构图如图3所示。

此外，ADAM-5550KW控制器中的WINCE操作系统上开发了数据采集、存储和系统配置软件，因此可与人机交互平台连接，并将产生的数据存储在扩展的大容量CF卡上，脱离人机交互平台组成一套简易、可靠的监控平台。

在具体设计上，控制器ADAM-5550KW的1路RS-485总线做主机控制变频器，一路通过双以太网做从机，和人机交互界面进行通信，接收人机交互界面设定的配置与程序，并将现场数据传递给人机交互界面进行显示。另外12位ADC，能够对现场模拟数据进行采集，通过定时器进行点击转速捕获，通过反馈方式进行PID转速调节。

电源模块

电源模块要实现安全可靠运行，要依照功能进行分类处理，该系统采用的具体分类模式为：供应秤变送器采用12V的线性激励电压信号；ADAM-5550KW控制器部分采用的是24V线性电源；现场的24V电磁阀等执行机构的电源采用开关电源。这种模式的供电方式，可以有效避免多种干扰，譬如电网干扰、电源干扰、电机启停干扰等，确保了系统的安全稳定运行。

系统通信

系统采用计算机、PAC和变频器三层网络结构。控制器采用双以太网端口组成可靠的冗余以太网连接，与人机交互平台连接，使控制系统更加安全更加可靠。变频器和PLC通过RS-485总线通信。RS-485总线作为一种设备级网络，具有传输速度高、传输价格低等优点，在现场控制器和分散I/O信号间，采用RS-48总线通信，可以实现直流调速系统的高速响应要求。