配料工序是饲料生产过程中非常重要的环节，其配料精度直接影响着饲料产品的质量。国内饲料厂前期投入使用的微机配料系统大部分是国外引进的。随着我国电脑工业的发展，微机配料系统已逐步国产化，我国许多科研、生产单位都投入到开发生产的行列。配料系统普遍存在的问题是：配料精度低，机电控制部分的可靠性差，缺少数据库管理生产以及对生产过程的实时动态监视。配料精度低的主要原因是电子秤系统的动态性范围小，而可靠性差主要是中间继电器和微机控制系统的可靠性低所致。
PLC是微型计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是一种以微处理器为核心作为数字控制的专用工业控制机。PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术,是改造传统工业生产设备最理想的优选智能化控制器,现已成为现代工业控制的三大技术支柱。
针对实际问题，我们采用FX2N型可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了配料控制系统，并已成功地应用于实践。为了实现生产过程的动态监视，使用微机系统机与FX2N通令，在彩色屏幕上显示出动态生产和数据。经实际运行，该系统技术性能优良，运行稳定可靠，操作直观方便，对配料控制取得成功。
1 配料控制系统的组成与功能
1.1配料控制系统组成
根据配料工艺控制要求与特点，我们采用了日本某公司FX2N-64MR型PLC。FX2N PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是FX系列中最高档次的超小型程序装置。FX2N可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。
1.2 控制系统的功能
1.2.1 对每台配料秤的原料重量进行检测，喂料器采用螺旋式，PLC通过相应的控制软件，根据所编排的进料次序控制各物料所对应喂料器电机的启停。配料量的大小由配方计算决定。
1.2.2 上位计算机可以动态显示每台配料秤的重量信号，并具有各喂料器所对应电机开关状态显示。同时上位机完成配方管理、报表显示、查询、打印等功能。
1.2.3 根据工艺要求设有操作员、工艺操作员及总工程师三级密码，并对各工艺参数进行保存及报表处理。保证了系统安全，强化了生产管理，为经济责任制的考核提供了依据。
2 硬件设置
选用重量传感器分别检测两台配料秤的重量信号，并将该模拟信号传给称重显示控制仪以显示出来。PLC通过接收称重显示控制仪输出的BCD码，从而得到原料的重量信号。开关量输入信号时，为防止进入PLC的数字量信号由于干扰而使控制系统误操作，在软件制作中加入了抗干扰措施，以增加系统可靠性。选用继电器输出模块，对电流较大的负载，外加继电器进行放大、隔离，保证主机PLC安全工作，使用PLC中CPU上的RS-232口与上位机进行通讯。
3 系统的软件实施
配料是饲料生产的关键工序，其配料精度直接影响着饲料产品的质量，由于落差、进料冲击、工艺参数、物料性质等因素的变化，使配料系统的模型具有非线性和时变性。我们从整体考虑，采用模糊预测PID控制方式，按照设定的工艺配方进行监测控制。
为了使 PLC完成配料控制的功能，PLC需要具有重量信号输入、重量信号处理、处理结果输出等功能。下面就介绍一下PLC程序是如何完成这些功能的。
3.1 两台配料秤的重量信号分别经称重显示控制仪和A/D转换后进入PLC。称重显示仪输出的是并行BCD码，经过程序转换成二进制码，存储在PLC的数据寄存器中。
3.2 根据配料工艺的要求，所有原料的加料过程都包含点动过程，以保证配料的精度。配料系统的操作人员输入原料配方，配方包括了各种原料的给料量、提前量和精度，它们与配料过程的关系是：当原料重量<（给料量-提前量）时，加料。加料停止后，PLC将原料重量与给料量比较，在允差范围内为合格。于允差下限，应进行点动加料，大于允差上限为超差。
3.3 由于配料系统采用的是累加秤，即由一台秤按先后顺序加入几种原料，这样除第一种原料外，得到的重量都是几种原料的总和。在PLC程序中需将几种原料的重量分开，得到每一种原料的重量，程序是这样处理的：在每种原料称量时，记下此时的重量，称量时用总重量减去先前记下的重量，得到的就是此种原料的实际重量。
3.4 秤体上粘附的原料使配料产生偏差，需要进行去皮处理。去皮的方法与上述方法相似，即按下“去皮”键时，PLC记下此时的重量，此重量即为基准零点。在称量时用总重量减去基准零点值，得到的就是原料的准确重量。
3.5 加料停止后，螺旋喂料器到秤斗之间还滞留一部分原料要落入秤斗中，为了使配料精度达到要求，在程序中需考虑这一重量，程序中用“提前量”代表这个值，当原料重量达到(给料量-提前量)时停止加料，由滞留在空中的原料补充提前量差值，从而达到精度要求。
3.6 考虑到有可能因突然停电造成配料停止，为了不使已配好的原料浪费，已配好的原料的重量需要具有停电保护功能。在程序中，我们把这些重量信号存在可断电保持的数据寄存器中。
4 结束语
本系统是为某饲料厂设计的项目，完全符合生产控制求。实践证明利用PLC进行配料，既保证了设备的安全运行，也为企业节省了投资，系统投运一年多来，运行平稳安全可靠，取得了良好的经济效益。

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