自動配料控制系統(tǒng)文獻綜述

1、自動配料控制系統(tǒng)文獻綜述1 前言自動配料系統(tǒng)在輕工、紡織、塑料、食品、制藥、化工等行業(yè)得到了廣泛應用，并 具有很好的發(fā)展前景。通過許多關于自動配料控制系統(tǒng)的文獻，設計出自動配料系統(tǒng) 具有通用性強、自動化程度高、工作可靠性高、人機界面友好、可進行遠距離控制、 成本低廉等特點。當前針對某一行業(yè)，配料儀器所用傳感器種類、量程基本固定 ，配料的種類數(shù) 基本固定，因此，目前的配料儀器產(chǎn)品使用場合單一，針對不同行業(yè)，要設計出 不同的配料儀器，使大批量生產(chǎn)難于實現(xiàn)，這就使得資源的利用率不高，產(chǎn)品生 產(chǎn)成本過高。因此，能夠開發(fā)出可適配多種不同類型的傳感器，具有智能去皮、精 確配料、配料種類數(shù)由操作人員選擇的新

2、型配料儀 ，具有廣泛的應用價值。本設計 就是以基于單片機為核心，設計出能適配不同種類傳感器和應用于不同行業(yè)的通 用型自動配料儀。2國內外現(xiàn)狀近年來我國的配料工業(yè)發(fā)展迅速，小型配料系統(tǒng)的設備性能有了很大提高。自 動配料裝置的核心設備是配料秤，配料秤性能好壞，將直接影響配料質量的優(yōu)劣。 用微機代替控制儀表進行稱量配料，可以對稱量誤差進行自動補償，保證配料的準 確性，通過微機的鍵盤和顯示器方便進行人機對話， 還科研調用管理完成參數(shù)設置， 檢查和修改工藝設定值，并監(jiān)視稱量配料的生產(chǎn)過程，發(fā)現(xiàn)故障及時報警，通過打 印機及時打印生產(chǎn)報表，自動完成統(tǒng)計工作。這樣，可以降低原料消耗，提高產(chǎn)品 質量，實現(xiàn)生產(chǎn)過

3、程的實時動態(tài)監(jiān)視，配料精度低主要原因是電子秤系統(tǒng)的動態(tài)范 圍小，而可靠性主要是中間繼電器和過程控制的微機控制系統(tǒng)的可靠性低所致，針 對實際問題，采用可編程控制器來代替中間的繼電器和過程控制的微型機，為了實 現(xiàn)生產(chǎn)過程的動態(tài)監(jiān)視，使用微型機與 PLC通信，在屏幕上顯示出動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 可靠性是重要的質量指標，由于機械工藝，電子元件等基礎，工業(yè)發(fā)展的滯后，國 內電腦配料系統(tǒng)可靠性與國外產(chǎn)品相比尚有一定差距。主要面臨的問題是：(1)不同行業(yè)使用的傳感器不同，輸出的電信號不同，這就給信號的初期放大 處理和程序設計帶來困難。(2)不同行業(yè)配料種類數(shù)不同，控制信號數(shù)不同，這就給控制電路和處理程 序的設計帶

4、來困難。3查閱文獻在查閱的許多文獻中，陳為、陳靜、孟照國基于 AT89C52單片機的自動配料控 制器文中采用了 AT89C52I片機設計的電子配料控制器，包括信號放大電路，V/F轉換電路，鍵盤及顯示電路，打印機接口電路四部分。系統(tǒng)采用V/F轉換方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集利用智能配料控制器進行配料，利用快速光電耦合器實現(xiàn)電源的隔離，從而 保證CPU的電源不受干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。信號放大電路方面具有低噪聲、 高共 模抑制比和低漂移等優(yōu)點。具只需一人或幾人就可以在現(xiàn)場或遠離物料配料場控制配 料的完成，不僅節(jié)省了人力物力，也減少了環(huán)境污染，大大提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè) 降低了生產(chǎn)成本。但V/F轉換電路遠不及

5、A/D轉換電路精度、效率高，用A/D轉換電路 替換效果更好。而且在其中加上數(shù)碼管顯示也能提高效果。 同時，陳為在基于AT89C52 的新型自動配料控制器的開發(fā) 期刊中介紹一種適用于混凝土配料的電子配料控制器 的設計方案，該電子配料控制器以AT89C5印片機為才$制核心，集成了放大器、V /F 轉換模塊、輸入輸出驅動模塊、鍵盤和顯示模塊、打印模塊等，并針對單片機抗干擾 性能較弱的特點，不僅采用光電耦合技術、加接去藕電容以及合理布線的硬件抗干擾 設計，且采用看門狗技術和數(shù)字濾波技術等軟件抗干擾技術。該設計方案的特點是抗 干擾能力強，體積小，操作靈活方便，使用安全可靠。對于單片機方面的自動配料控 制

6、系統(tǒng)周曉慧、田毅韜在基于單片機的自動配料儀的設計中針對配料儀器不能一 機多用的問題，介紹了一種基于單片機的自動配料儀的設計。該設計方案通過軟件和 硬件的緊密結合，使配料儀能夠處理不同行業(yè)的不同種類的傳感器送來的不同信號。且該配料儀還具有配料可預置、自動去皮、配料顯示、斷電保護等功能，使其達到高 精度和通用性的目的。唐苑洋的基于單片機的自動配料控制系統(tǒng)設計介紹了一種以STC12C5A60S2單片機為主要控制器件的自動配料控制系統(tǒng)。 其系統(tǒng)主要包括硬件電路的設計和系統(tǒng) 程序的設計。硬件電路方面，壓敏傳感器產(chǎn)生的電壓測量信號經(jīng)過放大和 A/D轉換后， 控制器經(jīng)標度計算后將其與設定值進行比較，輸出信號

7、既控制電機調節(jié)儲物倉閥門， 同時與上位機發(fā)生通信。硬件電路設計主要包括電源模塊、放大電路、A/D轉換模塊以及顯示電路。由于采用了 24位ADC1道設計，與傳統(tǒng)的配料控制系統(tǒng)相比，本配料 控制系統(tǒng)具有精度高，人機交互好、低成本和易使用的特點。在振動料斗方面，丁曉東的振動料斗的結構設計文中主要介紹了圓盤式電磁 振動料斗的結構、參數(shù)設計和結構設計，包括料斗材料、料斗基本尺寸確定、定向分 選裝置設計、振動料斗的主要參數(shù)與設計計算等，提出了針對振動料斗結構的設計方 法和解決措施，對工程設計具有參考價值。電機方面，江衍燎、鄭振杰、游德智單片機連接 ULN200驅動步進電機的應用介紹了 ULN200酌特點與

8、電路結構,采用單片機連接ULN2003&成的驅動系統(tǒng)來驅動 步進電機。單片機AT89C51寸四相步進電機進行控制時,需要通過I/O 口輸出具有一 定時序的方波作為步進電機的控制信號，但是僅靠該TTL電平卻無法直接驅動電機， 如果采用74LS373!行驅動電機，必須增加許多寄存器才能驅動。因此提出電機驅動 芯片ULN200來驅動步進電機。4本人研究-基于單片機的自動配料系統(tǒng)目前現(xiàn)有的配料系統(tǒng)主要是用工控機或者 PLCH空制。工控機控制系統(tǒng)結構復雜， 體積大，成本高，維護難，等缺點；PLCC統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力較弱；人機界面需要 PC 機支持1 , 2, 3。采用單片機控制方式具有體積小，編程方便，對

9、于處理專門任務 具有運算速度快，實時性能好，可靠性高，成本低廉等優(yōu)點。本課題主要是利用電阻應變片（全橋）完成物料稱重的工作，電阻應變片阻值 的改變得到一個模擬信號，模擬信號經(jīng)過放大電路的兩次放大，在A/D轉換電路中模擬信號轉換為數(shù)字信號傳送至 AT89C5伸片機。為了避免信號受到干擾，用光電 耦合器隔離信號干擾，控制信號驅動繼電器。顯示部分用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管需接 一個上拉電阻，在電路驅動器關閉時給線路一個固定的電平。自動配料系統(tǒng)簡介自動配料系統(tǒng)是一種用于工業(yè)（如混凝土配料），農(nóng)業(yè)（如飼料配料）生上自 動化的配料設備，通常是由帶有自動配料算法的電腦（微機）作為其自動配料的控 制系統(tǒng)。自動配料系

10、統(tǒng)的主要功能和社會效益主要功能：具有稱重、配比、流量控制、故障檢測報警及通訊功能，具有智能化 程度高、控制穩(wěn)定、可靠、操作維修方便等特點，對各種原料能進行精確的計量，保 證化工產(chǎn)品準確的成分。社會效益：提高生產(chǎn)安全，更好的保障了生產(chǎn)工程中操作人員身體健康不受影 響； 將可大幅減少物料的浪費，節(jié)約成本；生產(chǎn)過程中如遇到問題能及時的反 饋問題，便于解決；為以后生產(chǎn)配料提供寶貴的經(jīng)驗財富?；趩纹瑱C自動配料系統(tǒng)與傳統(tǒng)配料系統(tǒng)對比分析傳統(tǒng)的原料控制系統(tǒng)由于硬件線路復雜、計算機與配料控制器的通訊可靠性差、 系統(tǒng)可靠性不高得缺點，已不能滿足現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。隨著電子技術的迅猛發(fā) 展，單片機的功能越來越

11、強，越來越多的應用于各種控制領域。 單片機已從傳統(tǒng)的順 序控制發(fā)展為對各種工業(yè)需求的的控制，其中就有專門應用于配料的配料控制模塊， 實現(xiàn)配料控制。支持單片機的計算機控制軟件業(yè)越來越多，世界上主要的計算機控制 軟件都能支持主流的單片機使計算機與單片機的數(shù)據(jù)交換變得簡單、可靠。單片機控制軟件包括稱重模塊數(shù)據(jù)轉換、秤補料排料控制、配料時序控制、混合時序控制、各 種故障檢測報警等。自動配料系統(tǒng)的主要組成部分自動配料系統(tǒng)的主要組成部分：給料部分、稱量部分、排料設備、配料控制系統(tǒng)、 校正系統(tǒng)等。常見的自動配料系統(tǒng)的種類及特點j-pcs自動配料系統(tǒng)特點：多年的配料系統(tǒng)設計、制造經(jīng)驗。除提供成熟的行 業(yè)解決方

12、案外，還能根據(jù)客戶的特殊需求和特殊物料特性為你量身定制適合你的專 業(yè)設備。產(chǎn)品包括顆粒、粉體、液體多種物料的原料儲存，稱重計量，定量傳送等 子系統(tǒng)。稱重配料系統(tǒng)主要優(yōu)勢：1.靈活的配料形式 2.方便的遠程監(jiān)控 3.簡 單的現(xiàn)場操作 4.成熟的行業(yè)應用精細化工、樹脂配料系統(tǒng)開煉機、混煉機、密煉機的混、配料 *潤滑油、飲料行業(yè)的配料、調和新型建材。干粉砂漿自動配料系統(tǒng)特點：1.品質穩(wěn)定：目前施工現(xiàn)場配置的砂漿質量不穩(wěn) 定，強度達不到要求，而干混砂漿采用工業(yè)化生產(chǎn)，對原材料和配合比進行嚴格控 制，確保砂漿質量穩(wěn)定、可靠。2.二級累計功能，除累計總的定量次數(shù)和重量總計外，對每個定量組也有相應的次數(shù)和重

13、量的累計；并且能累計每種物料的重 量。3.全面板式數(shù)字標定及參數(shù) 4.可用參數(shù)操控的過沖檢測和修正功能5.具有數(shù)字鍵盤，可直接輸入數(shù)字 6.多組密碼保護功能，可防止無權限者非法操作 7. 具有手動/自動等配料功能，可在自動半自動之間切換；8.具有實時顯示稱重數(shù)據(jù)等功能。加氣混凝土自動配料系統(tǒng)特點： 本系統(tǒng)是專為加氣混凝土設備及磚機生產(chǎn)企業(yè) 設計研制的自動控制系統(tǒng)，具操作簡單、界面友好、智能化程度高且性能穩(wěn)定靠。功 能簡介：1.二路磨頭皮帶稱，控制計量石灰和石膏。2.澆注部分：控制膠結料、 水泥、料漿、鋁粉的配料，蒸氣加溫，控制澆注攪拌機和自動卸料裝入擺渡車，可 以同時控制兩路料漿。3.制漿部分

14、：控制自來水、廢水、廢漿、粉煤灰量的多少， 在制漿結束后將料漿通過料漿泵注入料漿罐。4.料位部分：可分別檢測料漿、水泥、 膠結料等多個料罐中料的多少，可設定各個罐中料的上下限，當?shù)陀谙孪迺r系統(tǒng)會 輸出一個控制信號，當高于上限時，該信號消失。5.破拱部分：對于水泥、膠結料、 粉煤灰等料倉，有時存在物料在倉中拱料而不能下料現(xiàn)象， 可以在倉壁上裝振動器， 讓其定時或半自動方式振動達到破拱的目的。由MCS-51系列單片機作為控制核心的電子配料稱量系統(tǒng)具有測量精度高、性 能可靠、成本低廉、使用范圍廣等優(yōu)點，是電子配料稱量系統(tǒng)的發(fā)展方向。它具有 去皮、清零、零中心顯示、自動零跟蹤處理、凈重 /毛重轉換、自

15、動累計打印、過 載顯示及弱電源顯示等功能。更能適應各種情況、各種場合的需要。五、參考文獻1陳為，陳靜，孟照國.基于AT89C52單片機的自動配料控制器J自動化與儀表，2007, 26 (08): 133-134.2張彩紅，陳為.基于AT89C52的新型自動配料控制器的開發(fā)J計量與測試技術，2007, 34 (03): 8-9.3周曉惠，田毅韜.基于單片機的自動配料儀的設計J計量與測試技術，2008, 35 (03): 23-25.4王艷霞.智能多功能電子配料系統(tǒng)J計算機應用，2000, ( 02 ): 54 56.5張娟梅，寧永海，郭彥偉.基于MSP430系列單片機的電子配料控制器設計J河南科

16、技大學學報，2005,26( 01 ) : 40 43.6武庚.水泥配料計算機控制系統(tǒng)J洛陽工學院學報，2002, 23 (02): 100-101.7 丁曉東.振動料斗的結構設計J電子機械工程，2007, 23 (06): 43-46.8唐苑洋.基于單片機的自動配料控制系統(tǒng)設計J電子世界，2013, 19: 18-19.9劉愛琴.嵌入式自動化供料系統(tǒng)的設計J中文核心期刊微計算機信息(嵌入式與SOC), 2008,24 (08): 128-129.10江衍煌，鄭振杰，游德智.單片機連接ULN2003驅動步進電機的應用J機電元件，2010, 3: 29-31.11王彥，單長蟲I,韓景瑜.基于FPGA的通用型自動配料控制系統(tǒng)J計算機測量與控制，2 005,