這裏介紹了一種以MCS一51係列單片機為微處理器的八通道的微機配料控製係統的設計原理。分析了該係統的基本結構原理、機械部分設計和軟、硬件的設計方法，同時給出了並行控製具體實施途徑，有效地解央了配料精度和效率問題。
許多生產行業都存在多種原料的稱量配料的問題，過去大多采用手工配料或者機械式稱量機構來實現對多種原料的稱量配料，存在很多對生產不利的因素，采用微機控製的配料係統可以降低消耗，改善工作環境，提高產品質量和勞動生產率及實現科學工業管理。受成都某炭素化工總廠委托設計了一種可行的微機配料控製係統，其配料誤差在1％以下，在該廠使用後使其主要產品碳棒的質量大為提高，取得了明顯的社會效益和經濟效益。
1 係統的組成和工作原理
微機控製自動稱重配料係統由傳感器稱重係統、單片機接口、中斷控製和執行機構幾大部分組成。對現場控製部分的機械設計兼顧廠房內空間的合理使用和料鬥等的科學布局，其特點是可靠性高、反應迅速、定位準確。控製係統根據料鬥下安裝的傳感器7測得的信號控製電振機2運動實現自動稱料，通過設置限位開關6控製接料小車5運動到輸料管道下端，再向料鬥門配料控製器4發信號從而控製料鬥門打開實現自動下料，最後小車運動到指定地點卸料。、
2 單片機控製係統的硬件設計
本係統選用了MCS一51係列的8031為核心的控製係統，其特點是：集成度高、係統結構簡單、應用靈活、指令係統處理功能強、執行速度快、適合於實時控製，而且係統的可靠性高、抗幹擾能力強。
主係統采用CHMOS型MCS一51單片機的片內振蕩器電路，用6 MI-IZ的石英晶體振蕩器，一個機器周期為2 μs。為了保證複位電路可靠地工作，將RC電路接史密特電路後再接人單片機複位端和外圍電路複位端。使用有l6 K存儲空間的E．PROM27128和帶三態緩衝輸出的地址鎖存器74LS373構成的8031程序存貯器擴展電路。數據存貯器擴展時使用有8 K空間的6264芯片。總線雙向驅動器采用74LS245，使用地址譯碼器74LS138。共用4片可編程I／O芯片，其中，3片8255，1片8155，它們對於構成控製、顯示、鍵盤等電路係統是非常重要的。使用鍵盤和LED數碼顯示作為人機對話的主要接口器件。另外，還有各種功能的報警燈和指示燈構成配料監控係統。
3，機械部分設計
3．1，傳感器稱重係統
配料控製係統在技術方麵的要求：廠方要求配料係統精度達到1％(以滿量程計算)，每配置一鍋料，共需物料1600 kg。傳感器使用量程變化範圍大、稱重頻率快、具有較高靈敏度的扭力稱重傳感器。稱重方案的機械部分設計，廠方要求少改變原來的機械部分。從料倉下料口處開始，設置一個微機控製動作的電振機，電振機采用懸掛式，其上料位口安裝時盡量靠近料倉出料口。在電振機的下料口方向安置一個稱重料鬥，傳感器安置在料鬥底部的幾何重心上。
3．2，料鬥門控製器
料鬥上的開關門裝置采用永磁式同步電機帶動的料鬥門控製器，它具體的工作情況是：用電機驅動絲杆旋轉，絲杆與旋轉的電機柱采用鍵連接的方式。通過電機帶動絲杆旋轉，可以使螺母杆沿著導向套滑動。這樣，與螺母杆緊緊鎖在一起的支杆就來回移動，從而起到控製料鬥開關門的作用。料門在物料重力的作用下，有一個被打開的傾向，因此，料門關閉時關門機構必須有很好的自鎖性能，所使用控製器是絲杆螺母機構，具有很好的自鎖性能。
4 總體控製軟件流程設計
微機配料應用係統的總體流程框圖，包括單片機係統的初始化，每個通道下料的監視和動作執行以及報警處理，小車載料的單片機控製流程。在微機配料控製係統流程圖設計中，對係統流程的框圖和其中涉及到的控製位等都做了詳細的布局處理。各種標誌位都是按規律使用片內RAM的低128位地址作了標識。
為了提高配料精度，同時兼顧本工作效率，係統采用快慢振相結合的方式，使電振機快振達到理想配料量的95％時轉為慢振進行。8個通道采用了並行控製，其優點是控製速度較快，工作效率高、能及時地由反饋信息修改其它參數。在現場要求20min／次的配料速度，由於並行控製的控製速度較快，工作效率高，而且可以據返回的報警信息自動進行配料超重實時精度補償，所以選用了並行操作。八個通道的工作原理相同：初始化一判斷是否需要配料一檢查料鬥開關門(含報警)一存人所配重量參數一快振(達到重量的95％)一慢振(達到重量的99．9％)一停振一靜態測量5次取平均值一判斷所配重量是否達到精度要求一如未達到要求進行配重補償，其間有工作故障報警，配料狀態指示和超重報警。這一過程被分為三個部分：慢振部分、快振部分和精度補償部分，在每一部分當中采用八通道循環訪問控製結構，使得八通道整體並行運行，同步慢振、同步快振。
5，結束語
本係統在工廠運行之後受到了廠家和有關專家的一致好評。這一係統對於水泥廠、飼料廠以及其他一些需要精確配料的場合也同樣適用，因此，在國內有很好的發展前景和應用推廣價值。

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