0前言

碳化硅是一种良好的机械工业密封件材料，在生产过程中首先应对原料按一定的配比进行混料，应某厂的要求，本研究设计了一套混料自动控制系统，已投入生产使用。实践证明，该系统配料速度快，精度高，静态误差<±0.1%，动态误差<±0.2%，抗干扰能力强，并且具有实时报表处理、仓库管理等功能，是集自动控制、信息管理于一体的综合系统。本研究着重介绍整个配料控制系统的构成、微电脑配料控制器的硬件组成，以及控制程序模块和自制D/A的工作原理。

1系统构成

该上料系统以电脑配料控制器为核心，控制其他设备完成配料2，原料由绞龙驱动从料仓落入料斗秤，共6路，分别输送不同的物料，绞龙运行的速度由变频调速器根据配料控制器输出电压的高低来进行调节。实际配料时，通过配料控制器键盘设定配料的配方及配料批次，配料称重仪表自动选择所要求的料仓，发送指令驱动绞龙电机，使物料落入称斗，通过称斗上的测重传感器输出称重信号，经配料称重显示器控制变频调速器，以调节绞龙速度，控制进料量，使终点值达到足够精度。配料结束时，自动开门，物料进入混合机混合，配料控制器自动计算混合时间，待混合结束，放出成品料。

2配料控制器硬件组成

电脑配料控制器的硬件组成，在称重系统中采用3只拉力式称重模块，串联联接，以提高输出灵敏度，并采用3组独立的电源供电。由于电源、后级放大器和A/D转换器的性能直接影响控制精度，本称重系统中采用LM399高精度稳压管、ICL7650仪表放大器、ICL7109低漂移A/D芯片，基准采用高稳定性的外部基准，从而在整个线性测量范围内保证了精度。由于80C31的I/O接口线有限，扩展了一片8155，由于8155内部有256BytesRAM，22线I/O接口，既扩展了存储，又扩展了I/O；同时利用8155内部定时器作F/V变换，完成D/A功能，充分利用了8155芯片。为了防止后向通道的干扰窜入CPU系统，8155与外界的输入/输出接口全部采用光电隔离，8155的PA、P。口用作输出线，驱动绞龙选择开关，P。口作为电子称斗和混合机门的位置限位输入信号。显示部分采用0.5时数码管，分两排，上排显示当前配料量，下排显示配料误差或配料累加值。键盘主要用来输入配方及各种参数，为了节省硬件线路，LED显示和键盘都采用动态扫描结构。

3系统软件设计

本喂料系统的程序软件采用模块化结构，由主控程序调度，主要模块有：显示及键盘功能扫描模块、数据采集模块(采集A/D数据，进行数字滤波等)、控制算法模块(完成动态精度的控制及克服“回风”干扰)、输出控制及D/A输出模块、键盘功能处理模块、软件定时模块、报警模块。4自制D/A的工作原理本系统利用8155内部定时器作F/V变换”，完成D/A功能，控制变频调速器。

在定时器的输入端接入频率为2kHz左右的方波信号，作为定时器的输入信号，输出采用光电隔离。CA3140用来提高脉冲幅度以及把负脉冲转换为正脉冲；R、C构成积分电路，用来滤掉高次谐波，使输出端得到稳定的直流电平。采用该定时器的连续脉冲信号控制模式6，其脉宽即为输入信号的半周期，而发生脉冲的频率则由定时器的定时常数T决定，也就是说，输出信号可以由定时常数T来调制。

可以看出，输出电压V只与V及T有关，而与积分元件R、C无关。R、C元件的精度不影响输出电压，这是其优点。但在定时器输出电压比较低时，通过RC积分后的电压为脉动电压，脉动电压的幅度大小与RC时间常数有关，RC越大，脉动幅度越小，但D/A转换时间变长，因此在实际应用时，应合理选取RC。另外，输入信号频率越高，脉动越小，但提高频率时尚应考虑光耦的极限传送频率的限制。

5结束语

该配料系统在碳化硅粉料的配料中得到应用后，大大提高了配料精度和产品质量的稳定性。实际运行表明，该系统使用方便、灵活，具有较好的发展前途。同时，本研究中所述的控制原理也可应用于其他工业机械。