電磁振動定量給料機是一種新型給料設備，用來把塊狀、顆粒狀及粉狀物料從儲料斗中均勻連續或定量地給到受料裝置中去。在工業生產中，定量給料設備廣泛應用于煤礦、冶金、化工、食品等行業中。隨著生產的發展，對配料的精度要求越來越高，因此開發和研制定量給料機的自動控制系統，提高配料精度和設備的自動化水平，具有重要的現實意義。
1.系統的基本結構及工作原理
工作時，電磁振動給料機按控制給定量，將貯料斗里的物料送給固體流量計，流量計將實際給料量檢測出來，反饋給控制系統。如果實際值與系統的給定值不相符，調節電磁振動給料機，使給料量達到系統的值。從溜槽式固體流量計流出的物料經水平振動輸送機，垂直螺旋輸送機又回到貯料器中，構成一個循環系統。如果實際值與系統的給定值相符，物料就由輸料口輸出。采用控制給料機的振幅來達到定量給料，作為控制對象的電磁振動給料機的振幅，由晶閘管控制的電壓決定。
主要分為8個部分對系統進行設計，即電源系統設計、程序監視器設計、存儲器的設計、A/D轉換器接口設計D/A轉換器接口設計、鍵盤顯示接口設計、強電驅動I/O口設計和串行口擴展設計。
在整個單片機系統設計中，電源的設計是要首先考慮的，為8031供電為直流+5V，ADC574和DAC1210供電需+5V和一組+/-12V電源，控制強電繼電器則需要+12V供電。通過輸入、降壓、整流、濾波、穩壓，輸出所需電壓。
由于單片機的自身抗干擾能力較差，尤其是在一些條件比較惡劣，噪聲大的場合，常會出現單片機因外界干擾而導致死機的現象，造成系統不能正常工作，設置程序監視器MAX692是為了有效地抗干擾和保護數據，使系統可靠工作。
系統采用8031單片機來開發，擴展一片27256程序存儲器和一片6264數據存儲器。選用74LS138譯碼器作為芯片的片選，系統輸入模擬量和輸出模擬量各一路，考慮系統對精度的要求，分別選用12位的ADC574和12位DAC1210作為系統A/D和D/A的擴展，A/D和D/A與CPU之間采用總線隔離技術，從固體流量計測出的流量經電阻應變式測力傳感器，轉換成電壓，經ADC574轉換成數字量，經單片機中PID控制，控制DAC1210的輸出電壓控制晶閘管，再調節給料機的振幅。系統中有2個垂直螺旋輸送機的振動電機、2個水平輸送機的振動電機和1個電振機需要控制啟動和停止，單片機通過光電隔離將控制信號傳給這些強電控制設備。用8155擴展8個鍵盤、8個七段數碼管顯示接口。采用PC機作為上位機，單片機作為下位機的分布式結構，選用MAX485芯片對8031的串行口進行擴展，實現主機對叢機的遠距離現場控制。
系統控制框圖：反饋量經A/D將模擬量轉換成數字量，然后與設定量作差值運算，經PID控制器運算，輸出結果經D/A變成模擬量，調節相應的參數，控制執行機構，達到調節的目的。
2.軟件設計
將系統程序分為五大主要模塊即主程序模塊、顯示模塊、鍵盤操作模塊、串行口通信模塊、定時器TO中斷處理模塊和PID控制模塊。
主程序模塊對系統進行初始化。顯示模塊是將片內RAM的顯存信息送給8155輸出顯示。鍵盤操作模塊功能是進行參數設置、標定以及系統啟動和停止的控制。串行口通信模塊設置串行口工作方式為3，實現多機通信，由于下位機的實時性較高，因而一般采用串行中斷的方式進行通信，定時器TO中斷處理模塊主要是實現計數、順序啟動設備、延時停機。PID控制模塊是根據PID控制增量式算法算出△u(n)，再根據u(n)=u(n-1)+△u(n)算出控制量u(n)，并將其轉換成整數，發送給D/A轉換器。
3.總結
電磁振動給料機由于運用了機械振動學的共振原理，消耗電能少。采用單片機控制電磁振動給料機給料均勻，調節給料機的振幅，在額定振幅范圍內，通過輸入自動控制信號可以直接調節振幅，可以調節給料機的給料量。具有結構簡單，易于調節，工作穩定和遠距離微機控制等特點，可實現生產流程的集中控制和自動控制。(圖/文www.changrong-jx.com)
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