高爐冶煉對入爐原料要求稱重準確配比合理，但在高速裝料的情況下，由于物料料流量的不穩定以及機械慣性所造成的純滯后存在一個過沖量，給控制的準確度帶來了很大困難。且由于開環稱量其誤差的產生是單方向的，日積月累的頻繁稱量，其積累起來的誤差非常可觀，直接影響到對爐況的控制和冶煉成本，為此本系統設計了一個控制方法，應用PLC對稱量過程進行閉環控制，通過軟件實行稱量參數的自動修正和稱量誤差補償，一是根據每次稱最產生的誤差值調整下次稱量料滿控制值，即提前停給料設備的時間，使實際裝料最盡量按近設定重量，減少每次稱最產生的誤差；二是根據每次稱量的誤差值，修正下次稱量目標值，對稱量誤差進行補償^[1]。

    （2）每次秤斗放空料后自動計算出實際凈裝料量W_凈和裝料偏差ΔW。

    稱斗內裝滿料后，備料過程便告結束。當上料程序選中該秤斗放料時，開啟稱量漏斗閘門放料，并自動跟蹤電子稱重量。料放空后，發出料空信號，關閉稱量漏斗閘門。放料過程結束后測得電子稱內殘余掛料重量，即稱斗的空稱重量，以W _空表示。秤斗備滿料時，可以測得稱斗滿秤重量W _滿。故可計算出凈裝料重量W_凈和裝料偏差ΔW。
    W_凈=W_滿-W_空 （3）

    ΔW=W_凈-W_計 （4）

    其中，ΔW為“＋”時表示多裝，為“－”表示少裝。

    （3）自動優化下次料滿提前量W提。

    為了降低誤差補償幅度，關鍵是選擇合適的料滿提前量，使每次稱量產生的誤差盡可能小。在一次稱量結束后，可以計算出裝料偏差ΔW ，用這次的裝料偏差來修正下次的各料料滿提前量W _提。如果因意外發生的非正常因素，致使偏差超出正常允許的范圍，那么仍以上次的提前量來作為下次的提前量，即若｜ΔW｜≥C，責令ΔW＝0。

    上式中，C 為設定常數，在實際生產中視不同設備、不同品種而不同，可以人工設定。這樣就可以用本次裝料偏差去修正下次備料料滿提前量，以便更合理、準確地計算出料滿控制值，從而使實際裝料量接近計劃裝料量。下式為料滿提前量計算公式。

    其中，a為校正系數，取值范圍為0

    在每次秤斗放空，裝料結束后，自動計算積累誤差W _誤，根據積累誤差計算下次補償量W _補。原則是本次的稱量積累誤差應盡量從下次稱量中得到補償。但一次補償量過大，可能會超過稱斗所允許的極限裝料能力，并且在工藝上也不允許，遇到此種情況時，先按最大補償量W _補MAX（可人工預先約定W _補MAX的值）進行，而剩下的（稱之為欠補值W _欠）從以后各秤中逐稱補償回來。其數學模型可表示為：

    W_誤n=W_凈n-W_設n+W_誤n-1 （6）

    其中W_誤n為“＋”時表示多裝，為“－”表示少裝。

    綜上所述，各種因素所形成的誤差，通過以上的補償和控制措施，便能達到所需要的稱量精度。若干次裝料后形成稱量誤差累計量等于最后一秤的稱量積累誤差。即

    因此，隨著稱量次數的增加，其總的稱量誤差不會越積越多。通過不斷優化料滿提前量，準確計算裝料控制值，使每次的稱量偏差降低到最低限度，對產生的誤差及時予以補償，從而達到了自動稱量補償的目的，保證了連續稱量的精度。
 

    （1）備料過程

    備料過程開始的條件：稱斗已放空料并且閘門已關閉（放料過程結束）。按照算法計算本次計劃備料重量W _計和料滿控制值W _控，然后發出啟動給料設備命令，給料設備工作，料倉中的原料不斷地裝入秤斗，當秤斗重最達到或超過料滿控制值W _控時，程序發出“料滿”信號。停止給料設備工作，延時數秒，等給料設備停止且余振下料完畢，將此時的稱斗重量讀入秤斗滿稱重量寄存器，結束備料過程。程序框圖如圖1 所示。

    （2）放料過程