基于IPC的配合飼料控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

摘要：本文對基于IPC （Industrial Personal Computer）的配合飼料控制系統(tǒng)的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程進行了闡述。該系統(tǒng)采用了動態(tài)連接庫技術(shù)和多任務(wù)處理技術(shù)實現(xiàn)了對配合飼料過程的控制和管理。本人對動態(tài)連接庫技術(shù)已在貴刊發(fā)表過，在此主要講述多任務(wù)的實現(xiàn)方法，并給出實現(xiàn)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(tǒng)的控制，具有較高的參考價值。

關(guān)鍵詞：I/O接口;多任務(wù);軟件設(shè)計

　　1 引言

　　Visual Basic（VB）是Microsoft 公司推出的一個集成開發(fā)環(huán)境，具有簡單易學(xué)、功能強大、軟件費用支出低等優(yōu)點。它提供了開發(fā)Windows 應(yīng)用程序最迅速、最簡捷的方法，不論是Windows 應(yīng)用程序的資深專家還是初學(xué)者，VB都為他們提供了整套工具，以方便開發(fā)應(yīng)用程序。VB中高度的封裝和模塊化減輕了編程者的負擔(dān)，同時也使開發(fā)人員失去了許多訪問底層API函數(shù)和直接與Windows交互的機會，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(diào)用Win32API函數(shù)或程序員自己用C/C++等開發(fā)一些動態(tài)連接庫，用于在VB中調(diào)用來完成VB中不可能完成的事，大大增強了VB的編程能力。這樣VB和動態(tài)連接庫既能方便地做出用戶滿意的界面，又能控制外部設(shè)備，本人就使用這一技術(shù)編寫了飼料廠配合飼料控制系統(tǒng)。

　　2 系統(tǒng)概述

　　IPC配合飼料控制系統(tǒng)用于飼料廠自動配料過程。該系統(tǒng)可對配料、混合流程進行自動控制。在配料過程中設(shè)計了系統(tǒng)流程的監(jiān)控界面、生產(chǎn)參數(shù)配置界面、換倉給料、暫停給料、點動下料、料柱自動跟蹤、打印每斗配料數(shù)據(jù)等功能，實現(xiàn)了配料過程自動化。

　　系統(tǒng)硬件配置采用高可靠性工業(yè)控制微機，與現(xiàn)場相連的開關(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(tǒng)的抗干擾和穩(wěn)定性，延長了使用壽命。人機對話界面友好，完全符合Windows 界面規(guī)范，采用下拉菜單列出全部功能，界面圖示與中文提示相結(jié)合，無需專業(yè)培訓(xùn)，按提示即可順利操作。

　　3 控制原理

　　配料時，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)放大板放大進入A/D板，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進入計算機。計算機按照程序要求對數(shù)字量分析比較，當數(shù)字量遠小于設(shè)定植時，給料電機繼續(xù)下料;若接近給定值，則點動給料，每次點動的時間為2秒，若達到給定值，則關(guān)閉給料電機，啟動下一料倉電機。當配方全部配完后，檢查混合機中無料時，控制秤斗門放料，料放空后關(guān)門，開始下一斗配料過程。

　　系統(tǒng)輸入信號包括：（1）荷重傳感器的毫伏級電壓信號;（2）秤斗門關(guān)應(yīng)答，用于檢測秤斗門是否關(guān)到位，當關(guān)到位后給料電機才能啟動給料，如果超過設(shè)定的關(guān)門時間計算機仍沒檢測到秤斗門關(guān)應(yīng)答信號，系統(tǒng)報警提示用戶處理;（3）混合機門開應(yīng)答，當混合機混合時間到后計算機控制混合機門打開，計算機開始檢測混合機門開應(yīng)答信號，開到位后開始計時，計時時間到關(guān)混合機，若超過開門時間仍未檢測到混合機開應(yīng)答信號，計算機報警提示處理;（4）混合機門關(guān)應(yīng)答，用于檢測混合機門是否關(guān)到位，方能打開秤斗門放料，若超時報警提示處理;（5）固體添加應(yīng)答，用于檢測固體添加劑是否已經(jīng)加入。

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

　　4 系統(tǒng)硬件配置

　　系統(tǒng)硬件配置如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)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(shù)字輸入 TTL電平，輸入范圍：0V或5V，32通道數(shù)字輸出 TTL電平， 輸出范圍：0V或5V。光電隔離數(shù)字量輸入板選用AB782，8通道光電隔離數(shù)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(diào)理放大板選用AB001，輸入范圍：0—50毫伏，輸出范圍：0—5V。

　　5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)軟件主要有系統(tǒng)管理模塊、配置生產(chǎn)參數(shù)模塊、系統(tǒng)調(diào)試模塊、生產(chǎn)監(jiān)控模塊等組成。其中最主要的部分是生產(chǎn)監(jiān)控模塊，也是本系統(tǒng)的控制核心，在生產(chǎn)監(jiān)控過程中，系統(tǒng)要同時執(zhí)行多項任務(wù)：自動配料、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(shù)據(jù)、執(zhí)行用戶各種請求（包括：生產(chǎn)過程換倉給料、暫停生產(chǎn)、恢復(fù)生產(chǎn)、是否實時打印數(shù)據(jù)、退出生產(chǎn)等等），這些任務(wù)都是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求在滿足一定條件下執(zhí)行的，為了實現(xiàn)這一功能，本人在設(shè)計監(jiān)控過程中為每個任務(wù)都分別編寫了任務(wù)模塊，例如：執(zhí)行配料過程的配料過程模塊、執(zhí)行混合任務(wù)的混合機混合模塊、執(zhí)行打印任務(wù)的打印生產(chǎn)數(shù)據(jù)模塊等等，在執(zhí)行各個模塊時在監(jiān)控畫面中系統(tǒng)都會動態(tài)顯示其進程，同時給予必要的提示信息。怎樣實現(xiàn)這些多任務(wù)按照工藝要求有條不紊的執(zhí)行是此配料系統(tǒng)的關(guān)鍵，本人很成功地解決了這一問題，并把此方法用于其它多任務(wù)的生產(chǎn)控制過程中，實踐表明效果很好。在此我主要介紹一下這部分軟件的實現(xiàn)過程并給出軟件流程圖。主程序循環(huán)判斷各個任務(wù)是否滿足執(zhí)行的條件，如果滿足執(zhí)行的條件就啟動該任務(wù)，每個任務(wù)都單獨編寫了任務(wù)模塊，如果不滿足執(zhí)行的條件主程序繼續(xù)判斷下一個任務(wù)…，這一思想也適合于其它語言編寫的多任務(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(jié)束語

　　本系統(tǒng)已在飼料廠的自動配料生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用。實踐表明，系統(tǒng)具有操作簡單、運行可靠、功能強大、配料精度高等特點，并獲得河北省科技成果獎，取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有很強的實用價值和推廣價值。

　　本文作者的創(chuàng)新點：控制系統(tǒng)多任務(wù)的設(shè)計方法。這種設(shè)計方法適用于用多種語言來實現(xiàn)生產(chǎn)過程的多任務(wù)的控制。

　　參考文獻：

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