3. 预热分解：石灰石等原料按比例均化后便是煅烧了，由于直接煅烧所需时间久，能量大，这就要在煅烧之前先将生料加热，使之获取足够能量分解后再经回转窑送到篦冷机冷却后输送到熟料存放的地方。
4. 水泥熟料的加工：这时的水泥也可以使用，但成品相对较高，因此往往还需要加入一些其他便宜的辅料，用来降低成品。将熟料和辅料按比例混合后送入磨机房进一步加工，这时出来的水泥便是成品了，经提升机送入水泥库。
5. 水泥粉磨包装：这是水泥制备的最后一道工序。因有的地方使用水泥量不是特别多，并且易于储藏，需要将水泥成品进行装袋处理。
这整个过程中，在生料的制备和后面的熟料加工都会有配料这个过程，因此它对于水泥的生产是非常重要的。配料的精度决定着水泥的质量，自动配料系统对水泥生产带来很多便利。
2 系统模型及总体设计
本章主要介绍水泥配料系统的工作原理，整个系统的模型，以及总体设计。
2.1 水泥自动配料的原理分析
水泥成品是由熟料（石灰石、粘土等煅烧而得）、矿渣、石膏等材料按一定比例的配比混合后磨制而成。该自动配料系统由3台皮带秤配料线组成，编号为1#、2#、3#，其中1#为主料即熟料秤，2#，3#分别为矿渣和石灰石秤。配比方式采用的是总量比例控制，即操作员只需设定三种物料总的下料量，再设定这几种物料的具体配比是多少，系统就可以自动计算出各物料的下料设定值，分别存储在CPU中，在系统运行过程中将测量值与设定值对比，再相应的去调节电机转速，自动控制各物料的下料量，使各物料的实际下料量与设定值相同[3]。当生产工艺发生改变，需要生产另一种强度的水泥时，操作员可以直接修改各物料新的下料量，系统会自动计算出设定值，非常便捷，能满足不同的生产需求。自动配料系统其实就是一个将生产需要的每一种物料进行单独称重后并按照工艺设定的比例去混合的自动化过程，可以简单地描述成以下几部分：
1. 给料部分：给料部分是从物料库向定量给料机中下料的执行机构。
2. 称重部分：物料下到定量给料机上，上面的皮带秤获取重量后将数据反馈给PLC，通过与设定值对比，调节皮带电机的转速。 3. 下料部分：在配料过程中，还需要运输皮带按固定的转速运转，经系统调节后的物料从下料口下到皮带上。
4. 配料控制系统：这是整个系统的核心，它主要由称重和测速元件、PLC、上位机及现场控制箱等组成。
自动配料系统相当于是一种自动衡器，它要连续自动的测量出物料在运输过程中的重量，也就是实时的物料重量，并且还要自动完成
累计，具有实时动态自动测量的特点。在称重过程中所测量得到的值，也就是流量的累计量，这个值跟物料重量和皮带电机速度都有关系。所以，在采集皮带上物料重量的同时，必须采集皮带运行的速度，并把这两个值送到控制器进行乘积和积分运算，运算的结果即为此时配料系统的配料速度和已经配料的累计值。
2.2 系统的模型分析
整个配料系统的模型由物料库、定量给料机、皮带运输机三大部分组成。
物料库是三种原料存储的地方，当整个系统的皮带运输机启动后开启阀门下料；定量给料机集称重、测速和输送物料为一身；皮带运输机用作运输混合后的材料。其结构如图2.1所示。
图2.1 自动配料结构图
从图中可以看出，系统是由三大部分组成，熟料库的下料口是有固定开度的，皮带运输机的速度也是固定的，所以熟料库下料及运输机部分的控制相对简单，整个控制重点集中在定量给料机上面。它集测速和称重，而且三台机器的运行状态是需要实时同步的。
2.3 系统的总体设计
在水泥的生产过程中，配料是为了将各种原料按照合适的比例来下料，优良的配料比例，可以降低成本，使生产的水泥质量优秀。不同的配料比例所得到的产品就不一样，不合适的配料比例甚至会使生产的产品质量不合格。因此，配料的精确度、准确度，决定了水泥成品的质量。
配料系统中，定量给料机按照200th的总量来进行给料，三种物料的比例分别为熟料80%，矿渣15%，石膏5%。因此，需要满足熟料每小时给料量为160t，矿渣30t,石膏10t。当然，实际生产过程中不可能是一小时才累积一次数据，这样万一有误差就非常大了。本设计通过皮带运行一定时间内来对系统的物料重量采样一次，称重传感器检测的是皮带上某段物料的重量，把这段时间作为系统的固定采样时间，再将实际流量值与系统设定值作对比，由PLC判断有无误差，来调节电机转速。简单点说就是采用流量控制原理。将称重传感器的测量值和速度传感器的测量值同时送入上位机，控制器将速度信号与称重信号进行处理，得到瞬时流量及累计量。
速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲信号，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。我们可以把每次采集的物流量看成是脉冲信号，每来一个上升沿信号就对流量采样一次，这样只需要在PLC的程序内添加一个计数器，就可以通过两次采样在皮带运行一定距离所花的时间，计算出瞬时值。知道了实际测量值和设定的流量值，就可以作出比对，来调节电机的转速。因为这两个值的概念不同，无法统一计算，因此需要用到PID调节。
在工业生产的过程中，经常会出现实际测量值和设定值有偏差，但是这些偏差又是人们不想要的，因此需要想办法消除或者减少它们，普遍采用的是对偏差进行比例、积分、微分三种控制方式组合的办法，人们称之为PID调节。仅使用比例控制时，能够将比例用来体现系统的偏差，当系统有了偏差时，它会马上产生调节作用来降低偏差。调节时间跟比例的大小成反比关系，一个大一个就小，但如果比例太大会造成系统的稳定性降低，严重还会出现系统不稳定的情况。积分的作用就是要将系统的稳态误差消除，让整个系统没有一点误差。当系统出现误差时，积分调节就开始作用，直到消除误差。积
分作用的强弱取决于积分的时间常数Ti。Ti越小，积分强度越大；反之则越小。加入了积分调节后，会让系统的响应速度降低，因此普遍将其它两种调节方式和积分作用相组合，组成PI或PID调节。PI是最常用的控制方式。最后一种是微分调节，它能将系统产生的偏差信号变化率反映出来，这样就可以在偏差变化之前知道它的趋势并且在它产生之前就将其消除掉，能够达到超前的控制作用。但是微分作用对噪声等的干扰有放大作用，因此太大的微分调节，反而不利于系统的抗干扰。这里强调一下，微分作用不能单独使用，需要和另外两种调节方式结合使用，组成PID控制器[4]。PID的调节原理如图2.2所示。
图2.2 PID调节原理
在配料过程中，需要同时采集三台皮带机上物料的重量以及电机的转速，将采集后的数值送到控制器（PLC）与设定值做对比，检测是否有误差，并作出相应的调节。对每一台的控制都是相同的。