地磅廠家關于重力式自動裝料衡器的配料控制

本文對重力式自動裝料衡器的配料控制原理、方式做了一些介紹，可用于混凝土攪拌站電子料斗秤、大米包裝秤等的配料 PC、PLC 程序設計參考。

1.引言

重力式自動裝料衡器是按設定值將散裝物料裝入容器的一種定量自動衡器，現實中大米包裝機、水泥包裝機、混凝土攪拌站 ( 樓) 的電子料斗秤等都屬于這種衡器。裝料秤按不同的準確度等級有不同的精度要求，具體參考 JJG 564 － 2002《重力式自動裝料衡器( 定量自動衡器) 檢定規程》。如何保證這種精度，在設備正常的情況下，配料是否準確，控制好落差( 或叫提前量或叫過沖量) 是關鍵，其中又以攪拌站的物料多變、復雜為較難，所以本文就攪拌站配料控制方面跟大家作一個交流。

2.落差概念

落差就是一種提前量，是配料過程中關閉配料口那一刻到秤完全穩定時的重量差，也就是說配料斗關門時還有一些料在空中，沒落到秤斗上，這些料的重量我們稱它為落差，如圖 1 左右兩圖所示，當 b － a 大的時候，說明落差大，反之落差就小。

設配料口關閉那一刻的儀表示值為 I1 ，秤完全穩定時儀表示值為 I2 ，落差為 L，設定值( 或叫配方) 為 S，則I2 = I1 + L ( 1) 我們的目標是 I2 = S，或者( I2 － S) /S 的百分數小于使用中的最大允許偏差 mpd( x) 乘以 S，否則就是超差。

3.配料控制原理

攪拌站生產通常以輸送車為一批，一批包含幾盤，視攪拌機容量和輸送車容量而定，如攪拌機容量 3 方，輸送車容量 12 方，那一批生產 4 盤。

配料控制方式: 先設定一個落差值 L，當物料配到 SL 時，關閉配料口，等物料完全落到秤上。

3.1落差手動調整

這時儀表剛好顯示 S，或者也沒超差，這是我們要的。通常那些物料均勻的流動性好的如河沙，設定好一個準確的落差值，就能輕松配準。

3. 2 落差自動補償

如果最后儀表顯示超差，說明我們設定的落差值不準確，那就要進行調整，下一盤配料就采用調整后的落差進行補償。一般情況下采用半值法:

L2 = L1 + ( I － S) /2 ( 2) 式中: L2 —調整后的落差，L1 —本次的落差，I—本次配料的實際值，S—配方值。

公式( 2) 采用逐次逼近的方法，自動補償，一般補償過兩三次( 打過兩三盤料) 后就會穩定下來。當物料情況發生改變后，又重新補償直至穩定。

有的程序采用全值補償，上一盤料多了，下一盤料就減去多出來的值，這樣能比較快的就看到補償效果，但容易造成震蕩，一直靠近不了配方值，每盤都超差。

4.精度控制

一車要打多盤料時，若第一盤超差，通過后面幾盤的落差自動補償，則整車料的誤差通常都能控制在允許范圍內。

但若只需打一盤料，如砂漿或是最后補方，超差怎么控制?

此時可在程序中判斷，本批一盤? 配好料后超差了?那就先別往攪拌機里卸料了，暫停，彈出一手動配料按鈕或是一扣料選擇框，由程序自行判斷顯示按鈕或框，料少了? 那手動點擊該按鈕補料; 料多了? 選擇扣料，然后取消暫停，繼續生產。扣除后的料留在秤里供后面使用。

可是，手動點擊按鈕補料時按住時間長了，又有可能下多料，短了，可能門都打不開，該多少才合適呢? 這就是下面說的點動保持時間這個概念了。

下面用圖來分別說說攪拌站里幾種料斗秤的配料控制吧。

左下黃色部分為配料機，骨料秤，含 4 個秤體，配料斗和秤斗都是靠氣缸開關門。左上角橙色藍色的是水泥煤灰等粉料倉，通過螺旋機輸送到秤斗里。右下角綠色的是水泵，右上角淺藍的是添加劑泵。中間綠色的代表攪拌機。

落差越小精度就越好控制，從硬件上講，配料門開小一點，螺旋管水管做的小一些，這些都能很好的控制落差，但這樣一來效率就低了。為了效率和精度更好的結合，采用快慢配就成為必要了。

設置快配率，比如說 80% 。對于骨料秤來說，配料斗開兩個門，快配時兩個門一起開，配到 80% 時，關一個門，完成慢配。對于水秤外加劑秤，設一粗一細兩個進料管，快配時兩管一起開，慢配時將粗管關閉。對于粉料秤，限于空間和成本的考慮，不好弄粗細兩個螺旋機，那就點動吧，快配完成后點動完成慢配，但這費電機。

當然點動對于其它幾種秤也合適，點動過程必需在程序中設置點動保持時間和點動間隙時間輸入框，以便隨時改動，積累經驗找出最合適的時間值。

到這里，我們也可以看到，上面說的手動補料也可以采用點動控制來自動補料。

快配率設置時也要考慮實際的情況，如骨料秤，秤斗到配料倉底的高度是一定的，若快配率設的低，可能慢配門都頂住了( 圖 1 中 a 等于 b) 還沒配滿，而且還影響效率。快配率設的高了，如 95% ，可能落差比這 5% 的料還大，又起不到快慢配的作用。這些都要在實際中積累經驗。

5.模糊控制

在混凝土攪拌站料斗秤的檢定工作時，有時會發現類似下表的情況:

從表 1 中我們可以看出，當配方數量變化( 表中實際上是由每盤 3 方料變為 2 方料時出現的情況) 很大時，配料結果往往超差嚴重。

仔細分析后發現，配方值不同對應的落差值是不同的。從圖 1 中看，當配方值大的時候，料在秤斗上堆積的高度就高，我們稱之為堆積度大，反之堆積度就小。不難理解，堆積度大時落差小，堆積度小時落差反而大。當配方發生大的改變時落差沒有相應的改變，就會造成這樣的結果，大配方變成小配方時，正超差如表 1 中骨料 1 的

誤差 + 9. 6% ，小配方變成大配方時，負超差如表 1 中骨料 1 的誤差 － 4. 5% ，都超過了 X( 2) 級使用中檢驗的最大允許偏差: ± 2% 。

針對這種情況，要在配方有大的變化時先把落差按經驗手動改過來。可是每次這么改動的話確實很麻煩，那怎么辦呢?

采用模糊控制，讓控制系統自我學習，每配一次料就學習一次。按配方范圍記錄配料準確時對應的落差值，如 600kg 到 700kg，落差是 100kg，1000kg 到 1100kg，落差是 60kg。然后每次配料前，程序自動判斷該配方處于哪一段范圍，選擇調用相應的落差值后開始生產。后面若是物料情況改變較大，原有記錄的落差不準確，控制系統發現配料又不準了，它自動補償，重新學習，重新記錄準確的落差。

這個范圍可以選擇，理論上是越小越好，只要資源足速度快就行。如今的電腦容量速度都是可以的，但有些采用 PLC 或單片機控制的設備如大米包裝機，PLC、單片機存儲器容量有限，就不行了。不過大米包裝機包裝的規格總共也沒多少個，下料均勻、流動性好，每種規格固定一個落差，配料時按規格選擇也容易。

6.結束語

重力式自動裝料衡器的配料控制，方式多種多樣，但控制落差是不二選擇。本文所述方式，為作者參與設計并編寫程序的，廣泛應用于混凝土攪拌站( 樓) 的控制系統中，得到了用戶的一致肯定。