0  引  言

    在工業控製係統中，許多控製過程往往與原料（本文稱為物料）  配料控製育關．配料控製的三大關鍵問題是：a．稱量準確；b．稱一量控製符合一定的誤差範圍；c．配料時間能滿足生產節奏的要求．

這裏，物料由進料控製口  經進料控製機構進入稱料鬥，料鬥中裝有稱量機構，下方有出料控  製機構，進出料控製機構一般都由閥門組成． 

    隨著科學技術的發展，配料控製係統在經曆了手工控製階段、  儀表控製階段之後，已進入微機控製階段．

微機控製配料係統是當前最先進的配料控製係統，它的優越性在於：采用了軟件控製，可引進先進的控製算法，使控製精度提高，由於微機的高速運算能力，可允許係統采用較大的進出料量的閥門，從而加快了生產節奏：微機控製係統很容易配置通信接口，使係統能方便地作為一個大係統的子係統．下麵就該係統的硬件組成、軟件設計思想及控製算法等分別論述．

1 智能配料係統的硬件組成

    一個控製係統，其硬件部分一般由模擬量輸入、開關量輸入（即模入、開入）通道，模擬量輸出、’開關量輸出（即模出、開出）通道，通信通道及外圍接口線路所組成．

1.1  配料控製係統的功能．

1.1.1  稱重功能將稱重傳感器的信號放大，進行A/D轉換，並送入計算機．

1.1.2，控製功能驅動進出料閥門的開啟與關閉．

1.1.3  通信功能接受主控係統發來的命令．

1.1.4  檢測功能  為確認閥門是否開啟及關閉，用接近開關米檢測，此開關量要送入計算機．

1.1.5  輔助功能  a．顯示料鬥中的重量以便觀察；b．預定稱量值的輸入．當配料係統作為獨立係統時，此功能必不可少；當配料係統存在於一個大係統之內時，此功能可省略．
 

1.2  微機控製配料係統的硬件組成

1.2.1  主機係統8031基本係統為主機係統，內含8031，373，8155及273 2等芯片．

1.2.2模擬量輸入部分  料鬥配自有三個傳感器，這三個傳惑器采得的信號經串聯後，由765 0放大器進行放火，再送入MC14433進行A/D轉換，轉換結果經8155PB口送入8031.

1.2.3  開關量輸出部分  由8155 PA口輸出，8155 PA口驅動7406,再經光隔後，加功率驅動線路，驅動氣動閥門．

1.2.4  開關量輸入部分  接近開關的輸入信號，經光隔接PI口．

1.2.5  通信接口部分  由8031 RXD，TXD接1488，1489電平轉換器，作為簡易RS-232接口．

1.2.6  顯示部分  山P1.0，P1.1作串行輸出，至串並轉換芯片T4LSJ 64，用三十164驅動匕段顯示器．

2  軟件設計

為滿足工藝要求，本係統軟件由四部分組成

2.1  稱重軟件

該部分軟件的主要功能是將A/D轉換所得到的數值，再經適當轉換後得物料重量．

2.2通信軟件

本機與主機的通信協議定為四種．a．主機發查詢命令，本機加答；b．主機發進料命令，本機根據此命令進行進料；c．主機發出料量命令，本機根據此命令進行出料；d．主機發統計出料量命令，本機向主機報出料量．

 2．3  顯示軟件

本機以中斷方式采集數據，14433在數據轉換完畢時，發EOC信號，該信號引起  8031外中斷，8031采得此數據後，進行處理、存儲，每轉換兩次(約0.4s)將此值轉  化為七段顯示碼，用顯示驅動軟件顯示之．

2.4控製軟件

控製軟件又分為出料與進料兩部分．兩部分軟件在設計思想上相似．我們采用了富有特色的自適應確定提前量算法和點動時間自K8凯发大酒店天生赢家算法，使機器具有智能性質，可稱為智能稱重儀表控製係統．由於引進了這兩種算法，本係統還可以適應各種不同種類物料以不同速度進行進出料，此得，為提高出料精度，本機還采用了不僅控製進料，而且控製出料的兩次控製去，使係統的控捌精度大大提高．控製軟件部分的框圖從略．

3  控製算法

微機控製配料係統的一個顯著優點，就在於可以采用先進的軟件算法來提高精度，這是由於配料係統的進出料往住是一個慣性過程，不配合以先進算法進行控製，勢必會使整個係統大大超出誤差範圍．

提前關閉閥門的問題，就是個確定提前量的問題，但提前量往往又很難確定．特別是不同物料的流動性能不同，單位時間的流料量也不同。即使是同一物料，因含水程度不同，流料量也不同，因此，在實際的控製過程中，提前量應當是一個動態值．為了提高控製精度，本係統采用了自適應確定提前量算法．算法如下：

a．開始時，令提前量為一經驗值J（由實驗測得），即D=J；b．第一次進料命令值假定為F，實際進料量為H；c．下次提前量設定為D←D+1/2(H - F)．

實踐證明，使用上述算法，可大大提高精度．但是另一方麵，由於實際的生產情況較為複雜，即使采用了上述算法，仍然可能出現兩種情況，即實際進料量與命令值相比或大或小，一LL都超出了允許誤差範圍．如果沒δ為允許誤差值，則有

    F-H>δ    即進料量不夠：

    H -F>δ    即進料量大於命令值，

針對進料量不夠的情況，我們采用了進料時的點動算法．即用點動時間來控製閥的開度．如將點動時間定為50ms，此時，閥在接到開門信號50ms即關閥，閥沒有全部打開即關住．點動時間和點動量（即進料量）之間存在一定的函數關係，這一關係可通過試驗取得經驗值．但是，由於每一次進出料的環境差別大，合適經驗值的測定是比較困難的，因此，我們又采用了自K8凯发大酒店天生赢家的方法來確定上述函數關係：在每次開機後，即進行K8凯发大酒店天生赢家，先點動時間50ms，記莊點動值，然後每次都增加25ms點動時間，並記住相應的點動值，直至0. 5s結束，並在機器內部形成一張表，每當進料不夠時，就可求出實際差值T=F-H，根據T值，再求相應點動時間，並據此時間進行點動，對於進料已多的情況，我們采用二次稱量法，即在出料時采用上述兩算法進行出料控製．

以上微機控製配料係統已在太原軌枕廠攪拌樓集散控製係統中實際應用．該係統中的實際稱量範圍為0～1023kg，最大進料與出料量是180kg/s，控製精度<1%，符合用戶要求．

參考文獻

1孫涵芳，  徐愛卿編．MCS-si, 96係列單片機原理及應用，北京航空航天大學出版社

2胡戌，趙依軍編．單片微機接口技術．人民郵電出版社

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