1引言
配料工序是飼料廠生產過程中的關鍵性環節。配料是采用特定的配料裝置,按照飼料配方的要求,對多種不同品種的飼料原料進行準確稱量的過程。配料裝置的核心設備是配料秤。配料秤性能的好壞,將直接影響配料質量的優劣。
在配料秤的使用當中,人們常用配料精度來評定配料秤的性能好壞。配料精度實際上是對稱量結果與真值的接近程度的一種描述,也就是對配料係統誤差與隨機誤差的一種反映。
用微機代替控製儀表進行稱重配料,可以對稱量誤差進行自動補償,保證配料的準確性,還可以通過微機的鍵盤和顯示器方便地進行人機對話,完成參數設置,檢查和修改工藝設定值,並監視稱重配料的生產過程,發現故障及時報警。使用微機還可以調用管理程序通過打印機及時打印生產報表,自動完成統計工作。因此,采用微機控製稱重配料係統,可降低原料消耗,提高產品質量,實現生產過程的科學管理。本文介紹采用I B M P C / A T及各種型號的兼容機控製飼料稱重配料係統的原理及實現方法。
2工藝要求及設計思想
2.1工藝要求
為了保證良好的配料效果,在設計和使用中,對配料裝置總的要求是:
2.1.1具有良好的穩定性能,實現快速、準確的稱量。
2.1.2在保證配料精度的前提下,應當結構簡單,使用可靠,維修方便。
2.1.3具有較好的適應性,不但能夠適應多品種、多配比的變化,而且能夠適應環境及工藝形式的不同要求。
2.2來統的設計思想
2.2.1為了提高生產效率和稱量精度,本係統設有快稱和慢稱。快稱料倉出料的K8凯发登录入口大,慢稱料倉出料的K8凯发登录入口小。為了補償傳感器和前置放大器的零點漂移,需對電子秤進行零點跟蹤。
2.2.2在配料稱重時,實際稱量值與要求的目標值往往會產生偏差。當正向偏差超過一定值時,就產生了超稱。因此,在卸料時需進行減量卸料,使實際配比誤差限製在允許的誤差範圍內。當負向偏差超過一定值時,就產生稱量不足,係統要繼續稱量,以補足稱量值。同時,采用線性誤差跟蹤法,自動修正下一次稱量的提前量,以提高下一秤的稱量精度。
2.2.3由於混料和出料時間均較長,為進一步提高生產率,當混合機進入混料的同時,便開始下一次稱量。
2.2.4在存放有不同品種物料的料倉和秤鬥裏,物料容易結塊,造成物料滯留。因此,係統要求對容易結塊的物料進行K8凯发登录入口監督,當K8凯发登录入口不足時,發出破空抖動,同時報警。
2.3係統的結構
係統的結構，控製係統主機采用IB M P C / A T微型計算機或兼容機,用戶區內存為6 4 0K,允許多任務操作,機上帶有8個擴充槽,可以插入P C選件板和P C / A T選件板。擴充槽采用A T總線結構,可互換使用。8個擴充槽當中有2個被主機本身使用,其餘6個槽供用戶使用,可接A / D轉換板及其他1 /0卡等,整個係統以計算機為中心,組成閉環控製係統。
2.4係統接口電路設計
2.4.1A/ D轉換接口
 A / D轉換板為1 6路模擬通道,1 2位數字量輸出。A / D轉換采用高精度的1 2位A / D片子A D C 1 2 1 O,它有一個模擬輸入通道,能將輸入通道上的模擬量轉換成1 2位的二進製數字量。A D C 1 2 1 0僅有一個輸入通道,為解決1 6個模擬量的輸入,可采用多路模擬開關來解決,采用2片C D 4 5 o l八路模擬開關電路構成1 6路模擬通道。1 6路A / D轉換電路見圖2。
與A / D轉換板相連接的前置放大器采用接近理想運算放大器的I C
7 6 5 2構成,其特點是具有極低的輸入失調電壓和極高的溫度穩定J性。稱重傳感器,采用B H R型電阻應變式拉壓傳感器。
 2.4.2輸入、輸出接口
輸入、輸出接口采用北京計算機配件五廠為I B M P C / X T微機設計生產的M S一4 2 01型1 20路開關量1 /0接口板。係統輸入接口可容4 0個開關量回答信號,用於判斷執行機構的狀態。輸出接口有8 0路開關量輸出驅動信號,通過光電隔離電路連接固態繼電器,驅動執行機構動作。各路控製信號通過光電隔離做遠距離控製,特點是無噪聲、抗幹擾。整個配料過程可由顯示器和模擬屏直接顯示,使操作人員一目了然。
為使係統在粉塵較大的環境下也能可靠地工作,接線采用密封插件焊接結構,控製線采用雙屏蔽控製電纜,以適應遠距離控製。
 2.4.3定時電路
混合、出料定時電路主要由可編程計數器7 4 L S 1 6 1和雙4選1數據選擇器7 4 L S 1 5 3構成。定時時間範圍在1 0一1 6 05之間,四種混合時間和出料時間可任意搭配,由編程確定。
2.5係統軟件
係統軟件包括管理軟件和控製軟件,其中管理軟件采用B A I S C語言編製,其特點是編程容易,便於人機對話。管理軟件的主要功能是進行係統初始化、數據計算及表格處理;控製軟件采用8 0 2 8 6匯編語言編製,特點是執行速度快,兩種語言相互嵌套,互相調用。
 2.5.1初始化模塊
由人機對話選擇配方、混合容量、混合時間、出料時間等各種初始設定值。同時,還要對初始配方進行容量修正,計算出各種物料稱量的關門值和稱量的目標值。
 2.5.2增量型稱重模塊
係統的稱量過程就是向秤鬥裏連續給料的過程,當各種物料稱量值與關門值相等時,則停止給料,經過一段時間的延時,待落差全部進入秤鬥之後,測出實際稱重值,同時計算稱重誤差,供下一次稱量時自動修正提前量所用。
2.5.3累計型稱重模塊
由於各種物料公用一個秤鬥,因此在每種物料稱重結束時,根據下一種物料的稱量值以及關門值修正繼續稱重的目標值和關門值,同時要計算每種物料的實際稱重值及稱量誤差。
設某種飼料由8種物料混合而成,根據工藝要求先配第一種料到給定量後,第一種料喂料停止。接著配第二種料,…,直到最後一種料。待料全部配完後,計算機對混合機進行檢測,接收到要料信號後,便指令電磁閥和輸送機送料到飼料混合機,這時模擬屏相應指示燈亮,一個配料周期便告結束。計算機重複上述工作過程。如果配料中,由於意外情況某種物料超過給定範圍,計算機可自動按比例補償其他幾種物料,保證配比不發生變化。
 2 . 5.4減量型卸料稱重模塊
當物料稱重結束後,首先計算出各種物料減量卸料的關門值,然後按一定的時間順序,先後打開秤鬥進行卸料,當留在秤鬥裏的物料重量與其關門值相等時,停止卸料,測出實際卸料值及卸料稱重誤差,根據誤差範圍再分別處理。
若某物料在稱重時有超稱存在,則在卸料時按減量型卸料,這樣就形成了部分物料留在秤鬥內,使實際卸料量限製在允許的誤差範圍內,這就是超稱處理。留在秤鬥內的物料作為下一次稱量的預稱值。上述三種稱重模塊中,增量型稱重模塊和減量型卸料稱重模塊適用於一倉一秤配料係統,累計型稱重模塊適用於多倉一秤配料係統。
3提高稱量精度及可靠性措施
3 .1采用變速稱童法
減小物料K8凯发登录入口是提高稱量精度的有效方法之一,但這樣將延長係統的稱重時間,降低效率。因此采取變速稱重法,既可提高生產效率,又可提高稱量精度。變速稱重法是開始時高速喂料,當秤鬥裏物料達到一定值時,設備轉入低速喂料。
3.2動態提前量跟蹤
每次稱量結束以後,實測秤鬥中物料重,將其與要求的目標值相比較,計算出誤差,將這個誤差補償到下一次測量的關門值上,供下一次稱量使用。影響提前量的因素較多,它與稱量裝置的結構、料位高低、物料的流動性、氣動關門裝置的壓力變化以及機電設備的疲勞程度都直接有關。但是隻要上述各項因素的變化比較緩慢,采用提前量跟蹤法仍是最有效的。
3.3采樣頻率為工預的整數倍
每次采樣的時間與工頻電壓保持同步關係,這樣工頻幹擾的大小是固定的,並以此作為稱量的零點值,就可有效地消除工頻幹擾。若采用精密穩壓電源為前置放大器和A / D轉換板單獨供電,消除工頻幹擾的效果會更好。但要考慮性能價格比。
3.4多電源供電
數字接口電路可以公用一組直流電源,前置放大器和A / D轉換板各自單獨供電,這樣可以避免因電源負載的波動而產生的相互影響。
3.5充分利用A / D轉換的電壓範圍
盡可能地提高前置放大器的電壓放大倍數,使被轉換的模擬電壓盡可能的大,這樣可以減小A / D轉換的相對誤差。
3.6多次核實稱量值
當稱量值大於或等於其關門值時,程序反複核實其值大小,若連續三次進入程序,且三次都是同一結果,則判斷此次稱重有效,這樣可防止幹擾而產生的誤差。
3.7自檢電路
 3.7.1每次稱重采樣時首先采樣A / D板上的標準電壓源,若其電壓值不在允許範圍內,則判斷A / D板出現故障,同時停止一切稱重。
3.7.2當計算機對執行機構發出動作時,執行機構一定要及時返回信息,以防止動作失控而產生事故。出現故障時,應及時報警,當故障在短時間內無法排除時,係統進入手動狀態。
3.8斷電保護措施
係統配有不間斷電源,一旦電網斷電,計算機將把主要參數存入磁盤,待來電之後,程序根據參數的特征自動執行。
4結束語
本係統設計思想明確,具有以下特點:
4.1係統軟件采用模塊化結構設計,使係統的調試、開發以及功能的擴展比較方便。
4.2係統設計有自動補償、提前量跟蹤、零點跟蹤、多次振動給料逐次逼近和超、少稱處理等多種精度控製方法,可達到較高的控製精度。
4.3係統可實現並行或串行稱重管理,稱重與攪拌過程獨立進行,提高了生產率。
4.4係統具有故障診斷、故障處理功能,增強了係統對多變的工業現場的適應能力,提高係統的可靠性。
 

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除