这里介绍了一种以MCS一51系列单片机为微处理器的八通道的微机配料控制系统的设计原理。分析了该系统的基本结构原理、机械部分设计和软、硬件的设计方法，同时给出了并行控制具体实施途径，有效地解央了配料精度和效率问题。
许多生产行业都存在多种原料的称量配料的问题，过去大多采用手工配料或者机械式称量机构来实现对多种原料的称量配料，存在很多对生产不利的因素，采用微机控制的配料系统可以降低消耗，改善工作环境，提高产品质量和劳动生产率及实现科学工业管理。受成都某炭素化工总厂委托设计了一种可行的微机配料控制系统，其配料误差在1％以下，在该厂使用后使其主要产品碳棒的质量大为提高，取得了明显的社会效益和经济效益。
1 系统的组成和工作原理
微机控制自动称重配料系统由传感器称重系统、单片机接口、中断控制和执行机构几大部分组成。对现场控制部分的机械设计兼顾厂房内空间的合理使用和料斗等的科学布局，其特点是可靠性高、反应迅速、定位准确。控制系统根据料斗下安装的传感器7测得的信号控制电振机2运动实现自动称料，通过设置限位开关6控制接料小车5运动到输料管道下端，再向料斗门配料控制器4发信号从而控制料斗门打开实现自动下料，最后小车运动到指定地点卸料。、
2 单片机控制系统的硬件设计
本系统选用了MCS一51系列的8031为核心的控制系统，其特点是：集成度高、系统结构简单、应用灵活、指令系统处理功能强、执行速度快、适合于实时控制，而且系统的可靠性高、抗干扰能力强。
主系统采用CHMOS型MCS一51单片机的片内振荡器电路，用6 MI-IZ的石英晶体振荡器，一个机器周期为2 μs。为了保证复位电路可靠地工作，将RC电路接史密特电路后再接人单片机复位端和外围电路复位端。使用有l6 K存储空间的E．PROM27128和带三态缓冲输出的地址锁存器74LS373构成的8031程序存贮器扩展电路。数据存贮器扩展时使用有8 K空间的6264芯片。总线双向驱动器采用74LS245，使用地址译码器74LS138。共用4片可编程I／O芯片，其中，3片8255，1片8155，它们对于构成控制、显示、键盘等电路系统是非常重要的。使用键盘和LED数码显示作为人机对话的主要接口器件。另外，还有各种功能的报警灯和指示灯构成配料监控系统。
3，机械部分设计
3．1，传感器称重系统
配料控制系统在技术方面的要求：厂方要求配料系统精度达到1％(以满量程计算)，每配置一锅料，共需物料1600 kg。传感器使用量程变化范围大、称重频率快、具有较高灵敏度的扭力称重传感器。称重方案的机械部分设计，厂方要求少改变原来的机械部分。从料仓下料口处开始，设置一个微机控制动作的电振机，电振机采用悬挂式，其上料位口安装时尽量靠近料仓出料口。在电振机的下料口方向安置一个称重料斗，传感器安置在料斗底部的几何重心上。
3．2，料斗门控制器
料斗上的开关门装置采用永磁式同步电机带动的料斗门控制器，它具体的工作情况是：用电机驱动丝杆旋转，丝杆与旋转的电机柱采用键连接的方式。通过电机带动丝杆旋转，可以使螺母杆沿着导向套滑动。这样，与螺母杆紧紧锁在一起的支杆就来回移动，从而起到控制料斗开关门的作用。料门在物料重力的作用下，有一个被打开的倾向，因此，料门关闭时关门机构必须有很好的自锁性能，所使用控制器是丝杆螺母机构，具有很好的自锁性能。
4 总体控制软件流程设计
微机配料应用系统的总体流程框图，包括单片机系统的初始化，每个通道下料的监视和动作执行以及报警处理，小车载料的单片机控制流程。在微机配料控制系统流程图设计中，对系统流程的框图和其中涉及到的控制位等都做了详细的布局处理。各种标志位都是按规律使用片内RAM的低128位地址作了标识。
为了提高配料精度，同时兼顾本工作效率，系统采用快慢振相结合的方式，使电振机快振达到理想配料量的95％时转为慢振进行。8个通道采用了并行控制，其优点是控制速度较快，工作效率高、能及时地由反馈信息修改其它参数。在现场要求20min／次的配料速度，由于并行控制的控制速度较快，工作效率高，而且可以据返回的报警信息自动进行配料超重实时精度补偿，所以选用了并行操作。八个通道的工作原理相同：初始化一判断是否需要配料一检查料斗开关门(含报警)一存人所配重量参数一快振(达到重量的95％)一慢振(达到重量的99．9％)一停振一静态测量5次取平均值一判断所配重量是否达到精度要求一如未达到要求进行配重补偿，其间有工作故障报警，配料状态指示和超重报警。这一过程被分为三个部分：慢振部分、快振部分和精度补偿部分，在每一部分当中采用八通道循环访问控制结构，使得八通道整体并行运行，同步慢振、同步快振。
5，结束语
本系统在工厂运行之后受到了厂家和有关专家的一致好评。这一系统对于水泥厂、饲料厂以及其他一些需要精确配料的场合也同样适用，因此，在国内有很好的发展前景和应用推广价值。

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