基于IPC的配合饲料控制系统的实现

摘要：本文对基于IPC （Industrial Personal Computer）的配合饲料控制系统的工作原理、硬件结构和软件编程进行了阐述。该系统采用了动态连接库技术和多任务处理技术实现了对配合饲料过程的控制和管理。本人对动态连接库技术已在贵刊发表过，在此主要讲述多任务的实现方法，并给出实现这一方法的软件流程图，这一思想也适用于其它多任务系统的控制，具有较高的参考价值。

关键词：I/O接口;多任务;软件设计

　　1 引言

　　Visual Basic（VB）是Microsoft 公司推出的一个集成开发环境，具有简单易学、功能强大、软件费用支出低等优点。它提供了开发Windows 应用程序最迅速、最简捷的方法，不论是Windows 应用程序的资深专家还是初学者，VB都为他们提供了整套工具，以方便开发应用程序。VB中高度的封装和模块化减轻了编程者的负担，同时也使开发人员失去了许多访问底层API函数和直接与Windows交互的机会，对接口硬件的控制和低级操作等方面显得力不从心。但是在VB中可以调用Win32API函数或程序员自己用C/C++等开发一些动态连接库，用于在VB中调用来完成VB中不可能完成的事，大大增强了VB的编程能力。这样VB和动态连接库既能方便地做出用户满意的界面，又能控制外部设备，本人就使用这一技术编写了饲料厂配合饲料控制系统。

　　2 系统概述

　　IPC配合饲料控制系统用于饲料厂自动配料过程。该系统可对配料、混合流程进行自动控制。在配料过程中设计了系统流程的监控界面、生产参数配置界面、换仓给料、暂停给料、点动下料、料柱自动跟踪、打印每斗配料数据等功能，实现了配料过程自动化。

　　系统硬件配置采用高可靠性工业控制微机，与现场相连的开关量输入、输出接口电路板采用光电隔离技术，提高了系统的抗干扰和稳定性，延长了使用寿命。人机对话界面友好，完全符合Windows 界面规范，采用下拉菜单列出全部功能，界面图示与中文提示相结合，无需专业培训，按提示即可顺利操作。

　　3 控制原理

　　配料时，给料电机放料至秤斗，秤斗重量发生变化，使传感器输出电信号发生变化，该信号经放大板放大进入A/D板，转换成数字量进入计算机。计算机按照程序要求对数字量分析比较，当数字量远小于设定植时，给料电机继续下料;若接近给定值，则点动给料，每次点动的时间为2秒，若达到给定值，则关闭给料电机，启动下一料仓电机。当配方全部配完后，检查混合机中无料时，控制秤斗门放料，料放空后关门，开始下一斗配料过程。

　　系统输入信号包括：（1）荷重传感器的毫伏级电压信号;（2）秤斗门关应答，用于检测秤斗门是否关到位，当关到位后给料电机才能启动给料，如果超过设定的关门时间计算机仍没检测到秤斗门关应答信号，系统报警提示用户处理;（3）混合机门开应答，当混合机混合时间到后计算机控制混合机门打开，计算机开始检测混合机门开应答信号，开到位后开始计时，计时时间到关混合机，若超过开门时间仍未检测到混合机开应答信号，计算机报警提示处理;（4）混合机门关应答，用于检测混合机门是否关到位，方能打开秤斗门放料，若超时报警提示处理;（5）固体添加应答，用于检测固体添加剂是否已经加入。

　　系统输出信号包括：（1）对给料电机的控制;（2）对秤斗门的控制;（3）对混合机开门控制;（4）对混合机关门控制;（5）固体添加剂提示;（6）液体添加剂控制。

　　4 系统硬件配置

　　系统硬件配置如图1所示。

图1 系统硬件配置

　　A/D板选用的是型号AB1057，本板输入8通道模拟电压，输入范围：0—5V。DI/DO板选用AB720，32通道数字输入 TTL电平，输入范围：0V或5V，32通道数字输出 TTL电平， 输出范围：0V或5V。光电隔离数字量输入板选用AB782，8通道光电隔离数字输入，输入范围：12V，输出范围：0V或5V。固态继电器输出板选用AB786，16通道固态继电器输出板，输入范围：0V或5V，输出范围：220VAC。信号调理放大板选用AB001，输入范围：0—50毫伏，输出范围：0—5V。

　　5. 系统软件设计

　　本系统软件主要有系统管理模块、配置生产参数模块、系统调试模块、生产监控模块等组成。其中最主要的部分是生产监控模块，也是本系统的控制核心，在生产监控过程中，系统要同时执行多项任务：自动配料、混合机混合控制、固体添加控制、油脂添加控制、打印每斗生产数据、执行用户各种请求（包括：生产过程换仓给料、暂停生产、恢复生产、是否实时打印数据、退出生产等等），这些任务都是根据生产工艺要求在满足一定条件下执行的，为了实现这一功能，本人在设计监控过程中为每个任务都分别编写了任务模块，例如：执行配料过程的配料过程模块、执行混合任务的混合机混合模块、执行打印任务的打印生产数据模块等等，在执行各个模块时在监控画面中系统都会动态显示其进程，同时给予必要的提示信息。怎样实现这些多任务按照工艺要求有条不紊的执行是此配料系统的关键，本人很成功地解决了这一问题，并把此方法用于其它多任务的生产控制过程中，实践表明效果很好。在此我主要介绍一下这部分软件的实现过程并给出软件流程图。主程序循环判断各个任务是否满足执行的条件，如果满足执行的条件就启动该任务，每个任务都单独编写了任务模块，如果不满足执行的条件主程序继续判断下一个任务…，这一思想也适合于其它语言编写的多任务控制。主程序循环流程如图2所示。

图2 主程序循环流程图

　　6 结束语

　　本系统已在饲料厂的自动配料生产过程中得到广泛应用。实践表明，系统具有操作简单、运行可靠、功能强大、配料精度高等特点，并获得河北省科技成果奖，取得了较大的经济效益和社会效益，具有很强的实用价值和推广价值。

　　本文作者的创新点：控制系统多任务的设计方法。这种设计方法适用于用多种语言来实现生产过程的多任务的控制。

　　参考文献：

　　[1] 徐惠攀　王典洪　孔令彬　章璐.基于PCC的水轮机组现地控制单元的设计与实现.微计算机信息，2006，1-1：P6-8。

　　[2]李怀明 骆原 王育新著 Visual Basic6.0中文版参考详解清华大学出版社。 2000年

　　[3]谭浩强著 Visual Basic程序设计 清华大学出版社。2004年