在生产领域中，产品的质量以及生产过程的稳定性与原料的配比精度有着最为直接的关系，而PLC的称重给料控制系统的设计，不仅可满足其精度要求，而且有利于生产效率的提高和产品质量的提高，从根本上实现企业的效益。因此，对PLC的称重给料控制系统的设计进行探讨有其重要的价值和意义。
1　系统的设计原理
基于PLC的称重给料控制系统，其所用到的方法和原理相对简单，而且具有很强的适应性。在设计时，其主要通过模拟调节器来进行，结合相关的数字运算，确定其相关的给定值，具体的计算方法如下：
式中：PVnf为当前滤波输入值；Dn为微分运算值；EVn为当前偏差；EVn-1为前一次偏差；KP为比例常数；Dn-1为上一次微分运算值；SV为设定值；PVn为当前采样值；α为输入滤波常数。根据以上的程序设定，当系统发出指令时，若是输入值PVnf比设定值大时，那么就要通过正作用执行PID算法，反之，则通过反作用执行PID算法。
2　系统设计
基于PLC的称重给料控制系统是一种用于工农业（如水泥、钢铁、玻璃、煤矿、制药、饲料等行业）自动化称重配料设备的控制系统，通常是由带有自动配料算法软件的计算机（微机）组成，该系统的应用，既可以节省大量的劳动力，提高企业生产效率，而且可以为企业的生产带来巨大的效益。另外，在实际生产与应用中，还可以根据不同物料的配料，定制和设计相应的控制系统，为企业发展提供完善的解决方案，满足企业的发展需求。
2.1　系统操作程序
在工矿企业中经常遇到这样的原料入库配料系统，系统中所用原料分别是粉矿岩、铁粉、石灰石，它们均来自各自的原料堆场；混合料来自预配料系统，混合料实际上是石灰石和粉砂岩按一定比例混合得到的。在实际运行中，粉砂岩、石灰石、铁粉三种原料均由皮带输送机1从各自的堆场送到分叉溜子2，再由可逆皮带机3将物料分别送至4、7、10号料仓中。可逆皮带机正转（向右），且分叉溜子2在右边下料，则石灰石物料送入料仓10中，若可逆皮带机反转（向左），且分叉溜子在左边下料，则粉砂岩或铁粉进
入料仓4或7中。混合料单独由皮带机21直接送入混合料仓22中。料仓下设备5、8、23为出料皮带机，该皮带机的转速可调，从而调节入库的喂料量，即调节物料的下料量。出料皮带机下设备6、9、12、24为称重喂料机，称重喂料机的称重信号经质量自动控制系统来调节出料皮带机的转速，从而自动调节入库喂料量及几种喂料量之间的比例。称重喂料机下为入库皮带机25，经过可逆皮带机31，再经回转阀32，物料喂入粉库内。可逆皮带机25正转（向右），使物料喂入粉库，可逆皮带机反转（向左），物料流入装料汽车。正常情况下，喂料输送系统运行时，混合喂料装置21、23、24及铁粉喂料设备1、3、8、9工作。下料皮带机23与称重皮带机24组成闭环系统，保持混合料下料恒定。下料皮带机8与称重皮带机9组成闭环系统，保持铁粉下料恒定。物料在分库内混合时，其成分为细度和化学成分合格的生料粉。对生料粉取样化验，若符合要求，则系统稳定运行。若化学成分不满足要求，系统必须调整，偏差较小时，可改变混合料或铁粉的下料量，偏差较大时，可增加一定数量的石灰石或粉砂岩，此时，石灰石或粉砂岩系统投入运行，使出库生粉达到规定值。
2.2　监测系统
在设计监测系统时，需要结合以下控制要求来完成：
2.2.1　物料流程要求：各个设备之间联锁，起动顺序逆着物料流向，各设备的起动有一定的时间间隔。停止顺序顺物料流向，相互之间也有一定的时间间隔，停车时，前后两个设备的时间间隔由一个设备的运行速度及设备长度决定。总之，在正常停车后，希望各设备上的物料全部输送完毕。
2.2.2　正常运行时，入库物料为混合料及铁粉，此时设备21-25、1-3、8-9、31-32运行，分叉溜子打开左边，皮带机3反转。
2.2.3　当需要调整物料配料时，若设备5、6运行，粉砂岩原料入料，设备11、12运行，高品位石灰石原料入库。
2.2.4　粉砂岩、铁粉、石灰石是否需要，根据选择开关而定，可逆皮带机31的运行方向也需选择而定。
另外，在具体的设计时，第一，要根据控制要求，进行原料入库系统的PLC控制系统设计，I/O连线图以及PLC硬件配置电路；第二，要根据控制要求，编制原料入库系统PLC控制应用程序；第三，编写设计说明书，内容包括：设计过程和有关说明；基于PLC的原料入库系统的I/O连线图；PLC控制程序（梯形图和指令表），并调试直至符合要求；另外，其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题以及解决
方法、对本次设计的认识和建议等。5、8、11、23——下料皮带机；6、9、12、24——称重喂料机；1、21、3——入料仓皮带机；25——入库皮带机；31——可逆皮带机；33、34——喂料皮带机；35——密封风机；2——分叉溜子；36——库分传动；32——回转阀。
2.3　电气控制系统
初始状态： 初始状态各阀门关闭， 传感器H.I.L为OFF启动操作：按下启动按钮SB1定时器开始计时，同时阀门X1打开，3s后液体到达液面L，低液面显示L1亮（传感器L＝ON），3s后液体到达液面I，中液面显示L2亮（传感器L＝ON），控制阀门X1关闭，阀门X2打开注入液体B，在经过3s后，到达液面H，高液面显示L3亮（传感器H＝ON），控制阀门X2关闭，搅拌机开始工作，显示灯L5闪烁3s后，搅拌结束，控制阀门X3打开，液面下降，7s后液体放空，控制阀门X3关闭，一周工作结束，控制阀门X1打开继续循环工作。停止操作：按下停止按
钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后才停止操作。
3　优化系统设计
3.1　优化程序设置
由于PLC的运行主要通过程序来实现，并且与各种传感器结合，全面完成整个系统的监控，一旦系统出现故障时，需要仔细确定输入点和正常时的区别与不同，或者使用编程软件进行监视，以此确定不能配料，PLC正常运行，上位机对数据可以读/写，PLC输出点有输出。
3.2　优化系统模块
首先，系统重量检测模块的设计需要采用压力传感器来检测，要求其主要的输出电压范围在0～21.6mV之间，采用A/D变换模式，将输出电阻控制在351，并且通过AD623芯片，将系统所需要的信号放大50倍。其次，数据转换功能模块的设计要通过变频器将PLC计算得到的数据进行转换，使其成为模拟信号，控制下料电机的转速。最后，参数检测模块在电机运行时经过485接口，将相关的功率、电流以及效率等数据进行转换，并且传送给上位机以及PLC。
4　结语
总而言之，基于PLC的称重给料控制系统主要是以PLC为控制中心，配置相关的操作程序，保证系统的自动运行，实现系统的自动监测。一般而言，整体系统属于一个闭环控制，利用编程方法，结合功能扩展，优化流程设计与接口设计。

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