基于IPC的配合飼料控制系統的實(shí)現

摘要：本文對基于IPC （Industrial Personal Computer）的配合飼料控制系統的工作原理、硬件結構和軟件編程進(jìn)行了闡述。該系統采用了動(dòng)態(tài)連接庫技術(shù)和多任務(wù)處理技術(shù)實(shí)現了對配合飼料過(guò)程的控制和管理。本人對動(dòng)態(tài)連接庫技術(shù)已在貴刊發(fā)表過(guò)，在此主要講述多任務(wù)的實(shí)現方法，并給出實(shí)現這一方法的軟件流程圖，這一思想也適用于其它多任務(wù)系統的控制，具有較高的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：I/O接口;多任務(wù);軟件設計

　　1 引言

　　Visual Basic（VB）是Microsoft 公司推出的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強大、軟件費用支出低等優(yōu)點(diǎn)。它提供了開(kāi)發(fā)Windows 應用程序最迅速、最簡(jiǎn)捷的方法，不論是Windows 應用程序的資深專(zhuān)家還是初學(xué)者，VB都為他們提供了整套工具，以方便開(kāi)發(fā)應用程序。VB中高度的封裝和模塊化減輕了編程者的負擔，同時(shí)也使開(kāi)發(fā)人員失去了許多訪(fǎng)問(wèn)底層API函數和直接與Windows交互的機會(huì )，對接口硬件的控制和低級操作等方面顯得力不從心。但是在VB中可以調用Win32API函數或程序員自己用C/C++等開(kāi)發(fā)一些動(dòng)態(tài)連接庫，用于在VB中調用來(lái)完成VB中不可能完成的事，大大增強了VB的編程能力。這樣VB和動(dòng)態(tài)連接庫既能方便地做出用戶(hù)滿(mǎn)意的界面，又能控制外部設備，本人就使用這一技術(shù)編寫(xiě)了飼料廠(chǎng)配合飼料控制系統。

　　2 系統概述

　　IPC配合飼料控制系統用于飼料廠(chǎng)自動(dòng)配料過(guò)程。該系統可對配料、混合流程進(jìn)行自動(dòng)控制。在配料過(guò)程中設計了系統流程的監控界面、生產(chǎn)參數配置界面、換倉給料、暫停給料、點(diǎn)動(dòng)下料、料柱自動(dòng)跟蹤、打印每斗配料數據等功能，實(shí)現了配料過(guò)程自動(dòng)化。

　　系統硬件配置采用高可靠性工業(yè)控制微機，與現場(chǎng)相連的開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接口電路板采用光電隔離技術(shù)，提高了系統的抗干擾和穩定性，延長(cháng)了使用壽命。人機對話(huà)界面友好，完全符合Windows 界面規范，采用下拉菜單列出全部功能，界面圖示與中文提示相結合，無(wú)需專(zhuān)業(yè)培訓，按提示即可順利操作。

　　3 控制原理

　　配料時(shí)，給料電機放料至秤斗，秤斗重量發(fā)生變化，使傳感器輸出電信號發(fā)生變化，該信號經(jīng)放大板放大進(jìn)入A/D板，轉換成數字量進(jìn)入計算機。計算機按照程序要求對數字量分析比較，當數字量遠小于設定植時(shí)，給料電機繼續下料;若接近給定值，則點(diǎn)動(dòng)給料，每次點(diǎn)動(dòng)的時(shí)間為2秒，若達到給定值，則關(guān)閉給料電機，啟動(dòng)下一料倉電機。當配方全部配完后，檢查混合機中無(wú)料時(shí)，控制秤斗門(mén)放料，料放空后關(guān)門(mén)，開(kāi)始下一斗配料過(guò)程。

　　系統輸入信號包括：（1）荷重傳感器的毫伏級電壓信號;（2）秤斗門(mén)關(guān)應答，用于檢測秤斗門(mén)是否關(guān)到位，當關(guān)到位后給料電機才能啟動(dòng)給料，如果超過(guò)設定的關(guān)門(mén)時(shí)間計算機仍沒(méi)檢測到秤斗門(mén)關(guān)應答信號，系統報警提示用戶(hù)處理;（3）混合機門(mén)開(kāi)應答，當混合機混合時(shí)間到后計算機控制混合機門(mén)打開(kāi)，計算機開(kāi)始檢測混合機門(mén)開(kāi)應答信號，開(kāi)到位后開(kāi)始計時(shí)，計時(shí)時(shí)間到關(guān)混合機，若超過(guò)開(kāi)門(mén)時(shí)間仍未檢測到混合機開(kāi)應答信號，計算機報警提示處理;（4）混合機門(mén)關(guān)應答，用于檢測混合機門(mén)是否關(guān)到位，方能打開(kāi)秤斗門(mén)放料，若超時(shí)報警提示處理;（5）固體添加應答，用于檢測固體添加劑是否已經(jīng)加入。

　　系統輸出信號包括：（1）對給料電機的控制;（2）對秤斗門(mén)的控制;（3）對混合機開(kāi)門(mén)控制;（4）對混合機關(guān)門(mén)控制;（5）固體添加劑提示;（6）液體添加劑控制。

　　4 系統硬件配置

　　系統硬件配置如圖1所示。

圖1 系統硬件配置

　　A/D板選用的是型號AB1057，本板輸入8通道模擬電壓，輸入范圍：0—5V。DI/DO板選用AB720，32通道數字輸入 TTL電平，輸入范圍：0V或5V，32通道數字輸出 TTL電平， 輸出范圍：0V或5V。光電隔離數字量輸入板選用AB782，8通道光電隔離數字輸入，輸入范圍：12V，輸出范圍：0V或5V。固態(tài)繼電器輸出板選用AB786，16通道固態(tài)繼電器輸出板，輸入范圍：0V或5V，輸出范圍：220VAC。信號調理放大板選用AB001，輸入范圍：0—50毫伏，輸出范圍：0—5V。

　　5. 系統軟件設計

　　本系統軟件主要有系統管理模塊、配置生產(chǎn)參數模塊、系統調試模塊、生產(chǎn)監控模塊等組成。其中最主要的部分是生產(chǎn)監控模塊，也是本系統的控制核心，在生產(chǎn)監控過(guò)程中，系統要同時(shí)執行多項任務(wù)：自動(dòng)配料、混合機混合控制、固體添加控制、油脂添加控制、打印每斗生產(chǎn)數據、執行用戶(hù)各種請求（包括：生產(chǎn)過(guò)程換倉給料、暫停生產(chǎn)、恢復生產(chǎn)、是否實(shí)時(shí)打印數據、退出生產(chǎn)等等），這些任務(wù)都是根據生產(chǎn)工藝要求在滿(mǎn)足一定條件下執行的，為了實(shí)現這一功能，本人在設計監控過(guò)程中為每個(gè)任務(wù)都分別編寫(xiě)了任務(wù)模塊，例如：執行配料過(guò)程的配料過(guò)程模塊、執行混合任務(wù)的混合機混合模塊、執行打印任務(wù)的打印生產(chǎn)數據模塊等等，在執行各個(gè)模塊時(shí)在監控畫(huà)面中系統都會(huì )動(dòng)態(tài)顯示其進(jìn)程，同時(shí)給予必要的提示信息。怎樣實(shí)現這些多任務(wù)按照工藝要求有條不紊的執行是此配料系統的關(guān)鍵，本人很成功地解決了這一問(wèn)題，并把此方法用于其它多任務(wù)的生產(chǎn)控制過(guò)程中，實(shí)踐表明效果很好。在此我主要介紹一下這部分軟件的實(shí)現過(guò)程并給出軟件流程圖。主程序循環(huán)判斷各個(gè)任務(wù)是否滿(mǎn)足執行的條件，如果滿(mǎn)足執行的條件就啟動(dòng)該任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都單獨編寫(xiě)了任務(wù)模塊，如果不滿(mǎn)足執行的條件主程序繼續判斷下一個(gè)任務(wù)…，這一思想也適合于其它語(yǔ)言編寫(xiě)的多任務(wù)控制。主程序循環(huán)流程如圖2所示。

圖2 主程序循環(huán)流程圖

　　6 結束語(yǔ)

　　本系統已在飼料廠(chǎng)的自動(dòng)配料生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應用。實(shí)踐表明，系統具有操作簡(jiǎn)單、運行可靠、功能強大、配料精度高等特點(diǎn)，并獲得河北省科技成果獎，取得了較大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，具有很強的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

　　本文作者的創(chuàng )新點(diǎn)：控制系統多任務(wù)的設計方法。這種設計方法適用于用多種語(yǔ)言來(lái)實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的多任務(wù)的控制。

　　參考文獻：

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