基于8031单片机的自动计量进料系统

　　1 引言

　　某糖果厂于1985年从德国SIMON电子公司引进带微电脑的计量进料器116EM型生产线，用于糖果生产。由于引进时间较长、图纸资料不全、外方维护不便等原因，时有因电脑控制部分发生故障而影响生产的情况发生。从提高设备国产化比重、节约外汇、方便维护、保证生产出发，本文应厂方要求，在对进口装置的设备性能和电气信号时序透彻分析的基础上，开发了基于8031的嵌入式的微机自动计量进料系统，该系统从性能要求、信号时序到外观尺寸都与进口装置完全匹配，成功地实现了进口设备控制系统国产化。

　　2 计量进料器的称量和计量进料原理

　　启动预先设置的计量进料程序后，计量系统首先称量并存储称量锅皮重，然后依次控制各种配料如牛奶、砂糖、水等进入称量锅，其中干物料用振动盘计量进料，粉末料由螺旋进料器计量进料，液体料则由液压阀计量进料，糊状物由泵进料。每一种配料都先后使用粗料和细料两种进料方式，以保证称量精度达到98%～99%。物料重量由安装在支撑架上悬置称量锅的3个应变仪转变为电信号，经A/D转换读入计算机进行重量计算，去除皮重后与设定值比较，其结果作为控制物料切换或粗、细进料转换的依据。完成称量的混合物通过活门排放至可加热的储藏缸、搅拌，再用泵打入溶解器，进入溶解制糖工序。

　　3 系统功能要求

　　为保证原进口装置性能，要求计量进料自动控制系统具有如下功能：

　　(1)实现多达5种原料的顺序自动称量，定时搅拌、排放;

　　(2)在总重量不超过135 kg的范围内任意设定称量值;

　　(3)累计5种原料的班用量;

　　(4)每个称量循环完毕对称重系统进行自检，并能随时执行检查命令;

　　(5)能随时暂停自动称量灌装;

　　(6)若某种原料的灌装系统故障，可跳过该原料的灌装;

　　(7)故障报警功能：

　　无压缩空气报警，系统停止运行;

　　电机联接故障报警，系统停止运行;

　　称量锅内脏物超过10 kg，系统停止运行;

　　储藏缸液位超过设定值，系统停止运行;

　　(8)显示：净重、毛重，自检/检查值等;

　　(9)指示：重量上、下限，系统故障等;

　　(10)自动/手动切换;

　　(11)打印：固定格式的自动打印和单锅、单一原料数据打印。

　　4 系统硬件结构

　　根据上述系统功能要求，通过对原装置传感器、执行部件的电气信号分析，并考虑到安装条件，硬件设计立足于低成本、国产化，采用了以MCS—51系列单片机8031为CPU，联接A/D，键盘/显示，拨码盘，打印机等接口电路组成系统的设计方案。