1 引 言

目前，隨著國民經濟的飛速發展，越來越多的飼料廠應運而生。這些飼料廠主要生產各類家畜和魚類飼料。在飼料加工和生產過程中，一個重要的工序是自動配料。本文介紹一種采用微機控製的自動配料係統。

自動配料過程見圖1。其中，1～8號鬥為原料的進料鬥；9號鬥為混合稱重鬥。首先根據所需原料的種類和配比，確定1～8號鬥所需的入料量，然後依次打開l～8號入料鬥的閘門，按配比重量將原料放入9號鬥中。在配料過程中，混合稱重鬥可以實時測量所配原料重量，以保證配料精度。

配料完成後，在混合稱重鬥內進行攪拌混合，最後進入出料裝袋工序。本係統主要完成從配料、混合及出料的微機自動控製。

2係統設計

自動配料係統由PC微機、打印機、PC接口板、重量檢測和閘門控製部分構成，係統構成見圖2。

其中，重量檢測部分將重量信號轉變成電信號；PC接口板完成重量檢測信號的A/D轉換和輸出閘門控製信號；閘門控製部分根據接口卡的閘門控製信號控製拖動閘門和攪拌器的伺服電機。

3係統硬件設計

硬件設計主要包括PC接口卡、重量檢測和閘門控製三部分。

3.1 PC接口板

PC接口板插在PC微機的I/O擴展槽上，其主要功能是：(1)重量信號的A/D轉換輸入。(2)閘門的開關狀態信號輸入。(3)閘門控製開關信號輸出。

為實現以上功能，PC接口板設計如圖3所示。

PC接口板由譯碼電路、8255I/0芯片、7109A/D芯片、I/O信號整形和驅動電路構成。

譯碼電路確定兩片8255芯片的片選地址分別為270H和274H;1號8255的PA端口采集A/D數據；PC0~3，控製A/D轉換器的讀寫；PC6~7和PB端口輸出控製1～9號料鬥閘門信號K1~K9和攪拌控製信號Kl0而2號8255的作用是輸入1～9號料鬥閘門打開狀態信號S11～S19和關閉狀態信號S21～S29。信號整形電路用於輸入狀態信號的整形，驅動電路用於驅動閘門控製電路的中間繼電器。

根據配料過程中的測重計量要求，A/D芯片選用性價比較好的雙積分式A/D芯片ICL7109，其特點是：(l)分辨率12位；(2)具有微處理器接口，使用方便；(3)工作穩定，抗擾能力強。

3.2重量檢測電路

重量檢測電路原理見圖4所示。測重采用橋式傳感器，其傳感器信號經過高性能運算放大器7650變成0～5V的電壓信號，最後送PC接口板A/D轉換電路。

3.3閘門控製電路

接受PC接口卡輸出的控製信號K1～K10，通過中間繼電器和主接觸器控製伺服電機工作，達到打開或關閉料鬥閘門和攪拌的目的。而閘門的狀態信號來自閘門的限位開關。電路原理圖見圖5所示。圖中，RL是中間繼電器；MC是主接觸器；JR是熱過載繼電器；M是伺服電機。

4配料精度分析

配料過程中的重量控製是閉環控製，其原理圖如圖6所示。

由於配料過程是從1～8號料鬥依次入料，因而當控製某個料鬥入料時，W，為當前料鬥應配的重量；Wf為反饋測量重量。從圖1可以看出，當入料閘門關閉時，從閘門到混合稱重鬥這段距離間會殘留一些入料，而這L是影響配料精度的主要誤差來源。為此，我們在設定給定重量時，增加了補償量Wb，以修正由殘餘入料引起的誤差。Wb同時還包含測重時的去皮重量。

由於配料時每個進料鬥的重量都是閉環控製，因而保證了最終的配料精度。由於采用了12位A/D轉換器，配料量最大為400kg，則測重的分辨率為400kg/4096=0. lkg。由於入料流速不高於15kg/min，若A/D轉換工作速度為10次／秒，則兩次A/D轉換間入料不會大於0. 025kg，遠小於係統的分辨率，因而可以保證係統的高精度。實踐證明，該原理設計的配料係統具有較高的配料比和重量精度。

5軟件設計

係統軟件設計采用C語言在UCDOS下進行下拉菜單式編程。軟件設計界麵美觀，操作方便。軟件具體功能如下：

(1)設定配比及補償重量；

(2)設重攪拌和出料時間；

(3)料鬥閘門故障處理；

(4)顯示動態配料參數；

(5)打印配料流水報表；

(6)存儲相應數據。

程序框圖如7所示。

6結束語

實踐證明，該自動配料係統操作方便、運行可靠，而且配料的配比精度高。該配料係統不但對飼料廠具有廣泛的推廣價值，還可以應用於其它需要自動配比或配重控製的領域中。

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