自动配料系统的恒流量控制采用PID调节，流量计量控制结合了计量偏差和变频调速。根据系统工艺流程，介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细阐述了PLC的选型、配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。自动配料系统是精细化工厂生产工艺中非常重要的工序，对整个产品质量有着重大影响。
自动配料控制过程是一个多输入、多输出的系统，需要各条配料输送生产线严格协调控制，对料位、流量进行实时监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成，通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能设备。在自动配料生产工艺过程中，主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对物料的计量。
PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统的工作流程，操作简单方便，功能完备。
自动配料系统的核心硬件采用进口或国产优质产品，控制仪表具有高精度、高可靠性、抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块，为系统长期稳定性提供了可靠保证。自动配料系统具有精度高、速度快、稳定性能好、自动化程度高等优点。
自动配料系统的构成包括5台电子皮带秤配料线，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#，其中1#～4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以满足设定流量要求。
上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护，用户实现分级管理，可任意定义人员的权限。该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品，其中控制仪表采用优质称重控制仪表，传感器选用高精度称重模块。
自动配料系统开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。
根据配比，各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图所示。自动配料系统中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制。现以1#～4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器，一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象。
电动机的启、停由开关量控制，PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号，I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表所示。
公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器，可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。
根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率2.2KW，2～4#皮带机额定功率为0.4KW，额定电压380V，额定电流5A，转速1420r/min，调速范围120～1200r/min。
三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下：① Pr.1=50 Hz， Pr.2= 5 Hz，本系统Pr.18=120 Hz不变。② Pr.19=9999，与电源电压相同③ Pr.7=2s，加速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）Pr.8=2s，减速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）④ Pr.9 由电机额定值决定⑤ Pr.14=0，适用恒转矩负载⑥ Pr.79=3，外部/PU组合操作模式⑦ Pr.183=8，实现RT开关=REX开关⑧ Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132 、Pr.133、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。
STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言，它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况，甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。
STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类：系统块和用户块。用户块包括：OB=组织块，FB=功能块，FC=功能，DB=数据块。主程序可以放入“组织块”（OB）中，而子程序可以放入“功能块”（FB或FC）中。在本系统中，PLC的主要任务是接受外部开关信号（按钮、继电器触点）和传感器产生的数字信号的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件，以完成相应的控制任务。
除此之外，另一个重要的任务就是接受工控机（上位机）的控制命令，以进行自动配料控制。自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块”。OB1是主程序，通过6个“CALL”调用语句，依次调用FC1至FC6等功能模块，达到组织整个程序的目的。程序中6个功能块的任务分配如下所示：FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制。
PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器，实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度。本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理，通过投产使用取得了良好的经济效益。此项目的经济效益为20万元。
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