项目背景
去年接了个活儿——给一家塑料改性厂做自动配料系统。
他们的产品是各种改性塑料颗粒，原料有七八种：PP基料、碳酸钙、滑石粉、抗氧剂、润滑剂、色粉等等。之前全是人工称量，一个班三个人，拿桶称完倒进搅拌机。
效率低不说，关键是精度没保障。工人累了少抓一把多抓一把，配方比例跑偏，出来的产品批次不稳定。老板给我看了一组数据：同一个配方，不同批次的产品拉伸强度波动达到15%。这在改性料行业属于不可接受的。
改造目标：上自动配料系统，精度控制在±50克以内，同时记录每批料的实际用量，实现可追溯。
系统架构
核心设备清单：
- PLC：三菱FX5U-32MT/ES，带以太网口
- 触摸屏：威纶通MT8071iP，10寸
- 称重传感器：3个中航电测BM-LC-6，量程200kg，灵敏度2.0mV/V
- 称重变送器：每个传感器配一个，输出4-20mA信号给PLC模拟量模块
- PLC模拟量模块：FX5-4AD-ADP，4通道，精度16位
- 电磁阀：气动蝶阀控制料仓下料，每个料仓一个
- 振动给料器：小料用振动电机+料斗，实现微量给料
总共有6个主料仓和2个小料仓，分两路称量：一路大料（PP、碳酸钙等），一路小料（抗氧剂、润滑剂等）。
控制逻辑
原理不复杂，但细节挺多：
第一步：配料桶在称重平台上，PLC读当前重量做归零去皮。
第二步：依次打开各料仓的电磁阀，物料下落。
第三步：快到目标重量时，关闭电磁阀，改由振动给料器慢速喂料。
第四步：到达目标值，停振动给料器，记录实际重量。
第五步：重复以上步骤直到所有原料配完，然后启动搅拌机。
踩坑记录
坑一：振动干扰称重信号
第一次调试，振动给料器一开，PLC读到的重量值上下跳动了差不多±200克。称重变送器出来的4-20mA信号里叠了一堆杂波。
排查过程：
- 先用万用表测变送器输出，确实有波动
- 怀疑是变频干扰，但振动电机用的是工频直启，没变频器
- 试着把称重传感器的信号线从动力线槽里拿出来单独走，效果不大
- 最后发现——称重平台和振动给料器是硬连接安装在同一个架子上，振动直接传到了传感器上
解决办法：把振动给料器和称重平台之间做了软连接，用橡胶减震垫隔离。同时在PLC程序里加了30ms的采样平均滤波。
程序里的滤波处理：用FOR循环做20次采样累加，然后取平均值赋给当前重量寄存器。采样周期30ms，一个循环600ms，既能滤掉振动干扰，又不会影响响应速度。
坑二：过冲量控制
下料有冲击，电磁阀关掉以后还有一段”料柱”在往下掉。这就是常说的过冲量（in-flight material）。
如果不考虑这个，每次都会多下几十克到上百克。
我的做法：每批料第一次下的时候记录过冲量，后面根据实际值自动修正关阀提前量。
比如设定目标2000克，第一次到了1950克就关阀，结果实际停了之后显示2015克，多了15克。那下一批就改成1945克提前关。这是一个自学习的过程。
经过三四批之后，精度稳定在了±20克以内。远超老板要求的±50克。
坑三：小料下料不畅
抗氧剂和润滑剂都是粉末状，流动性不好，有时搭桥了不下料。
给料仓加装了气动振打器，PLC控制每5秒振打一次，持续0.5秒。如果连续振打3次重量还没变化，触摸屏报警提示”料仓堵塞”。
最终效果
项目调试了三天，正式投用后效果很明显：
- 一个班从3个人减到1个人，负责监控和加料
- 配料精度从原来的人工±200克提高到±20克
- 每批料的生产记录自动保存在触摸屏的U盘里，老板随时查看
- 产品批次稳定性大幅提升，拉伸强度波动从15%降到3%以内
老板一高兴，后续又加了两条线的改造合同。
心得
自动配料看着简单，就是称重-下料-再称重，但要做好真不容易。
机械结构、电气设计、PLC程序三个环节都得配合好。有时候机械上的一个小问题，能让你在程序上调三天的滤波。
特别是称重这一块，机械振动、电磁干扰、物料特性，哪个没处理好精度都上不去。
给兄弟们一个建议：做配料项目，先用标准砝码把秤的精度验证了，再上物料调试。不然你分不清是秤不准还是物料问题。我这次开工前，用20kg标准砝码在三个秤位分别标定了三遍，确保每个通道的线性误差小于0.05%。
（项目实际参数：PLC三菱FX5U-32MT/ES，模拟量模块FX5-4AD-ADP，称重传感器BM-LC-6/200kg/2.0mV/V，变送器输出4-20mA对应0-200kg，PLC内换算公式：重量=(AIW-6400)/(32000-6400)×200。注：FX5-4AD-ADP为16位模数转换，数字量范围0-32000对应4-20mA。）