配料是陶瓷生產過程中的重要步驟，配料的準確性和穩定性直接影響產品質量和生產效率。單線單機陶瓷配料控製係統的效率和精度受人為因素影響較大，不利於產品質量和經濟效益的進一步提高。本文設計了一種分布式控製係統，該係統以工業控製計算機為核心，以MCS51單片機為控製器控製現場設備，采用485標準總線實現工業計算機與多個現場級單片機控製器之間的通信。監控程序采用模塊化設計，控製管理界麵豐富友好，易於操作。整個係統不僅結構簡單合理，而且具有較強的控製和管理功能。
1.係統的硬件結構和設計
整個係統由586工控計算機、12塊MCS51單片機控製板、檢測及電壓-頻率轉換電路、同步信號電路和晶閘管控製電路組成。
陶瓷配料過程中，陶瓷粉末通過進料鬥均勻分布在傳送帶上，傳送帶上的物料重量由載荷傳感器測量，傳送帶的速度由測速發電機檢測。這兩個檢測信號經過放大後，輸入到以LM331為核心的電壓頻率轉換電路，成為數字脈衝信號，增強其抗幹擾能力。然後將這些脈衝信號輸入單片機的計數器進行計數。
本係統采用89C52單片機，內部有三個定時器/計數器[1，2]，因為控製係統中的單片機需要負責重量脈衝信號計數、速度脈衝信號計數、計數采樣時長的定時控製和晶閘管觸發脈衝的移相角時間控製。如果每個計時器/計數器獨立使用，則需要四個計時器/計數器。為了充分利用單片機的硬件資源，並考慮到傳送帶的速度和粉料的重量不是瞬時劇烈的物理量，單片機采用內部計數器T1分時計數這兩個物理量，即利用單片機的P1.6和P1.5端口發出門控信號。當P1.6=1，P1.5=0時，單片機對速度脈衝信號進行計數，P1.6=0，P1.5=1。
單片機經過計數和轉換計算，得到皮帶上的載荷信號、皮帶的速度信號和實際的進給速度，並與工業控製計算機上輸入的給定的進給速度進行比較。實際進給速率通過通訊發送到工控機，通過PID運算得到相應的調節量，然後將調節量轉換成相應的晶閘管觸發移相角參數，通訊作為定時器移相觸發角的時間常數發回單片機。同步信號電路主要由LM339和變壓器組成。同步信號連接到單片機的外部中斷接口INT0。通過中斷子程序，采用定時器T2根據移相觸發角的時間常數實時產生可控矽觸發脈衝，從而調節雙向晶閘管電路的輸出電壓，控製轉差電機離合器的勵磁線圈電流，實現傳送帶的速度控製和陶瓷原料成分的K8凯发登录入口控製。為了提高整個係統的可靠性，方便各種生產線的調試，每個單片機都配有一個6位LED數字顯示器和小鍵盤，用於調試或輸入給定值，顯示工作狀態，實現工控機故障時的單機運行。
2.係統功能和軟件設計
陶瓷配料計算機控製係統的主要功能如下:(1)利用單片機監控12條生產線中陶瓷粉料的重量、傳送帶的速度信號以及每條生產線中陶瓷粉料的實際輸送K8凯发登录入口；(2)工控機根據實際K8凯发登录入口與給定值的偏差，通過PID調節晶閘管的移相觸發角，實現皮帶的速度控製；(3)設定每條生產線的給定K8凯发登录入口值、線號、秤號和粉料類型、轉動秤設置、K8凯发登录入口報警錯誤設置、操作人員和操作密碼設置；(4)各種運行數據的實時顯示、報警和故障診斷提示功能；(5)各種運營數據的記錄、歸檔和打印功能。
係統軟件由單片機實時控製軟件和工控機監控模塊軟件組成。單片機軟件由主程序模塊、重量和速度測量模塊、單片機運行子程序、可控矽移相觸發脈衝產生模塊等組成。單片機有聯機運行模式和單機運行模式兩種運行狀態，由單片機鍵盤輸入設置。在線運行模式下，單片機每2秒采集一次速度和重量信號，計算K8凯发登录入口信號，與工控機通訊，產生晶閘管移相觸發脈衝。
根據係統的要求，用VisualBasic語言編寫了工業計算機監控軟件，該軟件由主程序模塊、通信子程序模塊、PID模塊、數據給與記錄模塊和打印模塊組成。
工控計算機的主控界麵包括日常監控、轉秤、啟動轉秤、報警文件、數據維護、打印報告、係統描述等子菜單。在日常監控子菜單中，顯示每條生產線的給定K8凯发登录入口、實際K8凯发登录入口、K8凯发登录入口誤差和設定報警誤差。當係統開始運行時，需要通過啟動選擇菜單選擇生產線的線號、電子秤的秤號和要混合的陶瓷粉的粉號。如果其他生產線在運行過程中需要加入操作，進入旋轉秤子菜單，設置線號、秤號和粉號。因為係統管理的可以混合的生產線、電子秤、陶瓷粉品種多，響應數據也多。因此，菜單中專門設置了一個數據維護子菜單，主要負責維護電子秤、生產線、陶瓷粉的名稱、生產線管理員的姓名和密碼、報警錯誤設置、停機報警和停機時間、報警記錄維護、調試記錄維護等。
3總結
本文介紹的陶瓷配料分布式計算機控製係統具有功能齊全、操作方便、界麵豐富友好、擴展性強的特點，能夠滿足一般陶瓷配料生產線的控製要求。

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