基于IPC的配合飼料控制系統

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行了闡述。該系統采用了動態連接庫技術和多任務處理技術實現了對配合飼料過程的控制和管理。本人對動態連接庫技術已在貴刊發表過，在此主要講述多任務的實現方法，并給出實現這一方法的軟件流程圖，這一思想也適用于其它多任務系統的控制，具有較高的參考價值。

關鍵詞：I/O接口;多任務;軟件設計

1 引言

　　Visual Basic（VB）是Microsoft 公司推出的一個集成開發環境，具有簡單易學、功能強大、軟件費用支出低等優點。它提供了開發Windows 應用程序最迅速、最簡捷的方法，不論是Windows 應用程序的資深專家還是初學者，VB都為他們提供了整套工具，以方便開發應用程序。VB中高度的封裝和模塊化減輕了編程者的負擔，同時也使開發人員失去了許多訪問底層API函數和直接與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中可以調用Win32API函數或程序員自己用C/C++等開發一些動態連接庫，用于在VB中調用來完成VB中不可能完成的事，大大增強了VB的編程能力。這樣VB和動態連接庫既能方便地做出用戶滿意的界面，又能控制外部設備，本人就使用這一技術編寫了飼料廠配合飼料控制系統。

2 系統概述

　　IPC配合飼料控制系統用于飼料廠自動配料過程。該系統可對配料、混合流程進行自動控制。在配料過程中設計了系統流程的監控界面、生產參數配置界面、換倉給料、暫停給料、點動下料、料柱自動跟蹤、打印每斗配料數據等功能，實現了配料過程自動化。
　　系統硬件配置采用高可靠性工業控制微機，與現場相連的開關量輸入、輸出接口電路板采用光電隔離技術，提高了系統的抗干擾和穩定性，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，無需專業培訓，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，秤斗重量發生變化，使傳感器輸出電信號發生變化，該信號經放大板放大進入A/D板，轉換成數字量進入計算機。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，給料電機繼續下料;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，料放空后關門，開始下一斗配料過程。
　　系統輸入信號包括：（1）荷重傳感器的毫伏級電壓信號;（2）秤斗門關應答，用于檢測秤斗門是否關到位，當關到位后給料電機才能啟動給料，如果超過設定的關門時間計算機仍沒檢測到秤斗門關應答信號，系統報警提示用戶處理;（3）混合機門開應答，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答信號，開到位后開始計時，計時時間到關混合機，若超過開門時間仍未檢測到混合機開應答信號，計算機報警提示處理;（4）混合機門關應答，用于檢測混合機門是否關到位，方能打開秤斗門放料，若超時報警提示處理;（5）固體添加應答，用于檢測固體添加劑是否已經加入。
　　系統輸出信號包括：（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）對混合機關門控制;（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。固態繼電器輸出板選用AB786，16通道固態繼電器輸出板，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、配置生產參數模塊、系統調試模塊、生產監控模塊等組成。其中最主要的部分是生產監控模塊，也是本系統的控制核心，在生產監控過程中，系統要同時執行多項任務：自動配料、混合機混合控制、固體添加控制、油脂添加控制、打印每斗生產數據、執行用戶各種請求（包括：生產過程換倉給料、暫停生產、恢復生產、是否實時打印數據、退出生產等等），這些任務都是根據生產工藝要求在滿足一定條件下執行的，為了實現這一功能，本人在設計監控過程中為每個任務都分別編寫了任務模塊，例如：執行配料過程的配料過程模塊、執行混合任務的混合機混合模塊、執行打印任務的打印生產數據模塊等等，在執行各個模塊時在監控畫面中系統都會動態顯示其進程，同時給予必要的提示信息。怎樣實現這些多任務按照工藝要求有條不紊的執行是此配料系統的關鍵，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的生產控制過程中，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過程并給出軟件流程圖。主程序循環判斷各個任務是否滿足執行的條件，如果滿足執行的條件就啟動該任務，每個任務都單獨編寫了任務模塊，如果不滿足執行的條件主程序繼續判斷下一個任務…，這一思想也適合于其它語言編寫的多任務控制。主程序循環流程如圖2所示。

圖2 主程序循環流程圖

6 結束語
　　本系統已在飼料廠的自動配料生產過程中得到廣泛應用。實踐表明，系統具有操作簡單、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。
　　本文作者的創新點：控制系統多任務的設計方法。這種設計方法適用于用多種語言來實現生產過程的多任務的控制。