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配料是飼料加工業(yè)中的核心技術(shù) , 配料系統(tǒng)是飼料生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展, 以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的微機(jī)配料系統(tǒng)因其體積小、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 操作方便、配料速度快 、 精度高等優(yōu)點(diǎn), 逐步被廣大飼料生產(chǎn)廠家采用 。微機(jī)配料系統(tǒng)能否正常工作 ,對(duì)生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行和產(chǎn)品品質(zhì)有著直接的影響。因此了解微機(jī)配料系統(tǒng)的工作原理, 診斷并及時(shí)排除系統(tǒng)故障,就顯得尤為重要 。

1　 微機(jī)配料系統(tǒng)的工作原理

1. 1　 配料系統(tǒng)的主要功能模塊 

1. 1. 1　 開(kāi)關(guān)量及控制信號(hào)形成電路    該電路包括: 電子秤斗門和混合機(jī)門的開(kāi)足行程開(kāi)關(guān)、關(guān)緊行程開(kāi)關(guān) ; 強(qiáng)電柜中的中間繼電器 、 交直流接觸器線圈及其輔助觸點(diǎn); 鍵盤上的命令鍵; 人——機(jī)界面上的各種觸摸式開(kāi)關(guān)等。這些部件工作時(shí) ,就會(huì)發(fā)出一系列邏輯信號(hào) ,主機(jī)就是通過(guò)對(duì)這些邏輯信號(hào)的采集和處理, 從而了解整個(gè)配料系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行情況 。例如混合機(jī)門和電子秤斗門的關(guān)緊行程開(kāi)關(guān)對(duì)主機(jī)發(fā)送“門關(guān)緊”邏輯信號(hào), 主機(jī)可斷定混合機(jī)和電子秤處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài) ,系統(tǒng)可以進(jìn)行配料 。

1. 1. 2　 光電隔離電路 　 這一電路的主要部件是光電耦合器,主要用于數(shù)字電路中 ,用來(lái)傳遞邏輯信號(hào) ,又能進(jìn)行電氣隔離 。尤其用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的微機(jī)或數(shù)控裝置與外圍設(shè)備之間的銜接, 對(duì)外界干擾的抑制作用十分明顯 。光電耦合器的應(yīng)用,提高了配料系統(tǒng)的抗干擾性能和工作可靠性。

1. 1. 3　 開(kāi)關(guān)量輸入 、 輸出電路　 電平轉(zhuǎn)換器是該電路的主要器件。在配料系統(tǒng)中使用了不同類別的邏輯器件 ,由于代表同一邏輯狀態(tài)的邏輯電平不相同,欲正確傳遞邏輯狀態(tài) ,就要用電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 。開(kāi)關(guān)量輸入電路在配料系統(tǒng)中的作用, 就是把代表開(kāi)關(guān)信號(hào)的邏輯電平轉(zhuǎn)換為主機(jī)能夠接收的電平信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸出電路的結(jié)構(gòu)與輸入電路基本相同 ,而作用卻與其相反。

1. 1. 4　 傳感器及其采樣電路 　 稱重傳感器的主要作用是把被稱量物料的重量, 按一定函數(shù)關(guān)系一次轉(zhuǎn)換為一定幅值與極性的電信號(hào)( 電流或電壓) 。采樣電路采集傳感器輸出的并且代表了重量的電信號(hào),并把這一信號(hào)傳送給放大電路 ,經(jīng)過(guò)放大的電信號(hào) ,作為 A/D( 模/數(shù)) 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入信號(hào)。

1. 1. 5　 A/D轉(zhuǎn)換電路　 該電路的主要器件為 A/D 轉(zhuǎn)換器。A/D 轉(zhuǎn)換器用于各種模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換, 它把輸入的連續(xù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換( 量化) 為離散的數(shù)字量 ,以便進(jìn)行數(shù)字顯示和進(jìn)入計(jì)算機(jī) 。主機(jī)對(duì)這些離散信號(hào)進(jìn)行快速實(shí)時(shí)處理,并作出判斷 。

1. 1. 6　 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、強(qiáng)電柜及其控制電路 　 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是各種形式的喂料器、加油系統(tǒng) 、 電子秤斗門和混合機(jī)門的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 。強(qiáng)電柜及其控制電路包括中間繼電器、 交直流接觸器、 熱繼電器、空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器等電氣設(shè)備。它是微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象( 執(zhí)行機(jī)構(gòu)) 進(jìn)行控制的橋梁, 是實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的關(guān)鍵。該電路輸入的是微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的一系列指令信號(hào) , 輸出的是供執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的工頻電壓 。

與上述硬件系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的是軟件系統(tǒng), 它是整個(gè)配料系統(tǒng)的“靈魂” ,決定整個(gè)系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。軟件系統(tǒng)包括 : 調(diào)機(jī)程序 、 監(jiān)控程序、實(shí)用配料程序等。調(diào)機(jī)程序是測(cè)試計(jì)算機(jī)性能的程序,用于計(jì)算機(jī)的管理與維護(hù) 。監(jiān)控程序自動(dòng)擔(dān)負(fù)起管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作, 合理安排和配置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件資源 ,包括機(jī)器的正常起動(dòng)、調(diào)用并運(yùn)行實(shí)用配料程序 、 鍵盤掃描程序和顯示程序。實(shí)用配料程序是軟件系統(tǒng)的主要用戶程序。配料精度 、誤差大小取決于該程序的功能是否完善。自適應(yīng)功能是這一用戶軟件的一大特色 ,它控制著配料系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備有序動(dòng)作 ,完成配料任務(wù) 。

1. 2　 配料系統(tǒng)的工作原理 　 工作一開(kāi)始, 配料系統(tǒng)進(jìn)行自檢。通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)的處理和判斷,確定系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀態(tài)是否完好,若各設(shè)備準(zhǔn)備就緒,主機(jī)調(diào)用內(nèi)存配方到工作區(qū),按照該配方進(jìn)行配料 。主機(jī)發(fā)出一控制信號(hào) , 啟動(dòng)配方中第一組分對(duì)應(yīng)的喂料器, 對(duì)電子秤進(jìn)行喂料。這時(shí)電子秤上的稱重傳感器, 將被稱物料的重量按一定函數(shù)關(guān)系一次轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸給主機(jī),主機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)快速采集 ,實(shí)時(shí)處理, 并與配方中該組分的設(shè)定數(shù)值比較, 若兩者相等,主機(jī)發(fā)出控制信號(hào) , 停止喂料器工作 ,該組分喂料停止。接著按同樣的程序?qū)ε浞街械南乱唤M分進(jìn)行喂料,直至所有組分都配料完畢 ,這一批次配料就完成了。在本批料進(jìn)行配料的同時(shí), 混合機(jī)混合時(shí)間從上一批電子秤斗門關(guān)門時(shí)算起 ,混合時(shí)間到,打開(kāi)混合機(jī)門放料, 放料完畢 ,關(guān)閉混合機(jī)門 ,電子秤斗門打開(kāi), 把本批次料放入混合機(jī)中,若此時(shí)配料批次未達(dá)到預(yù)置配料批次數(shù), 系統(tǒng)仍然按上述步驟配下一批料, 預(yù)置配料批次達(dá)到后,自動(dòng)停止配料,待混合機(jī)把最后一批料混合完成,打開(kāi)混合機(jī)門放料完畢后 , 關(guān)閉混合機(jī)門并打印顯示班產(chǎn)量 。

2　 微機(jī)配料系統(tǒng)的故障分析

2. 1　 “配料”命令發(fā)出后配料系統(tǒng)不能進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài) 　 其原因是配料各設(shè)備“準(zhǔn)備就緒”信號(hào)未傳送給主機(jī) 。故障發(fā)生在開(kāi)關(guān)量及控制信號(hào)形成電路、光電隔離電路、 開(kāi)關(guān)量輸入電路 。檢查電子秤斗門和混合機(jī)門的關(guān)緊行程開(kāi)關(guān)工作是否正常,常開(kāi)觸點(diǎn)是否損壞; 光電耦合器、 電平轉(zhuǎn)換器的工作性能是否正常; 光電隔離電路、 開(kāi)關(guān)量輸入電路是否正常工作; 也有可能是鍵盤上的配料命令鍵接觸不良 。修復(fù)電路 ,更換相應(yīng)器件,故障即可排除。

2. 2　 某一批次配料完成電子秤斗門不能打開(kāi)放料　 這有以下幾方面的原因: 混合機(jī)門未關(guān)緊或關(guān)緊行程開(kāi)關(guān)損壞 ; 電子秤斗門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障 ; 主機(jī)至強(qiáng)電柜的通訊線路斷路; 強(qiáng)電電源電壓太低或者為零 ; 有關(guān)強(qiáng)電器材損壞 。解決的辦法是 : 檢修更換混合機(jī)門關(guān)緊行程開(kāi)關(guān) ,修復(fù)電子秤斗門的電磁閥及其氣動(dòng)機(jī)構(gòu)( 秤斗門為電動(dòng)閘門應(yīng)檢修電動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置) ; 檢測(cè)開(kāi)關(guān)量輸出電路、光電隔離電路; 檢查主機(jī)內(nèi)部與輸出信號(hào)電路相對(duì)應(yīng)的電源是否損壞 ; 強(qiáng)電柜中的中間繼電器、 交直流接觸器、 熱繼電器等有關(guān)強(qiáng)電器材是否損壞;檢查強(qiáng)電柜至電子秤斗門的電源線是否斷路 。分析排除混合機(jī)門不能打開(kāi)這一故障時(shí) , 也可以參照上述辦法。

2. 3　 配料已經(jīng)開(kāi)始有些喂料器卻不能工作 　 故障發(fā)生于開(kāi)關(guān)量輸出電路 、 光電隔離電路、 強(qiáng)電柜控制電路 、 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。故障原因 : 光電隔離電路、開(kāi)關(guān)量輸出電路及其中間線路損壞, 導(dǎo)致主機(jī)至強(qiáng)電柜的控制信號(hào)線斷路或接觸不良 ; 強(qiáng)電柜控制電路中的中間繼電器、交直流接觸器 、 熱繼電器損壞 ; 對(duì)應(yīng)喂料器電機(jī)損壞; 強(qiáng)電柜中有接觸不良現(xiàn)象造成某些線路不通 ; 強(qiáng)電電源電壓太低或?yàn)榱恪?/span>

2. 4　 配料時(shí)喂料器工作正常而稱重顯示數(shù)值不準(zhǔn)　 首先考慮傳感器及其采樣電路、放大電路和A/D 轉(zhuǎn)換電路 。故障原因: 稱重傳感器工作性能不穩(wěn)定; 采樣電路、 放大電路及其中間線路發(fā)生故障,中斷了傳感器到主機(jī)的信號(hào)傳輸; 放大電路工作異常, 可調(diào)部分未調(diào)好, 零點(diǎn)調(diào)節(jié)有松動(dòng) ,接觸不良 ; 信號(hào)傳輸線路屏蔽不良。其次是待配料倉(cāng)內(nèi)無(wú)原料或物料結(jié)拱 ; 倉(cāng)底振動(dòng)卸料器損壞 ; 喂料器電機(jī)轉(zhuǎn)向不正確。

2. 5　 加油系統(tǒng)不能噴油 　 首先確定主機(jī)發(fā)油信號(hào)是否發(fā)出,未發(fā)出 ,首先檢查開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)電路,其次檢查主機(jī)到加油系統(tǒng)通訊線路是否斷路。若發(fā)油信號(hào)存在且通訊線路完好, 則屬于加油系統(tǒng)故障 。加油系統(tǒng)的故障排除方法請(qǐng)參見(jiàn) 2000年第 7期《中國(guó)飼料》中的《油脂添加系統(tǒng)的故障分析與排除》一文。

2. 6　 稱量誤差過(guò)大 　 稱量誤差的產(chǎn)生有傳感器、測(cè)量電路 、 秤斗安裝等多方面的原因 。一般可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查。

2. 6. 1　 傳感器的質(zhì)量　 正常情況下 ,傳感器所受的力 ,同它的電壓輸出應(yīng)呈線性關(guān)系, 進(jìn)行校驗(yàn),如果傳感器與電信號(hào)輸出的線性相關(guān)系數(shù)過(guò)小,說(shuō)明傳感器的質(zhì)量存在問(wèn)題。此外傳感器的容量選擇過(guò)小或過(guò)大 ,也易引起上述線性關(guān)系的變化,從而引起稱量誤差過(guò)大。

2. 6. 2　 傳感器受力不均衡 　 這種情況有兩種可能性 : 1) 傳感器支承點(diǎn)分布不均 ,所有傳感器應(yīng)呈現(xiàn)對(duì)稱分布; 2) 秤斗某個(gè)方向配料量大,造成秤斗內(nèi)物料偏重,配料時(shí)應(yīng)將配比大的原料錯(cuò)開(kāi), 使秤斗各個(gè)方向的進(jìn)料量不致相差太大 。玉米在各種配合飼料配料中用量通常在 50 %以上 ,應(yīng)設(shè)置兩個(gè)玉米倉(cāng)并且對(duì)稱向秤斗喂料 。

2. 6. 3　 測(cè)量放大電路的誤差 　 該電路將傳感器輸出的電信號(hào)放大 ,測(cè)量后送給主機(jī)處理 。一般測(cè)量電路所使用的儀器其精度 、 靈敏度比較高,但由于元件老化 、 環(huán)境變化等原因,也可能引起測(cè)量誤差。零點(diǎn)漂移是常見(jiàn)的測(cè)量電路問(wèn)題 ,應(yīng)定期校正予以消除 。

2. 6. 4　 秤斗安裝不正確 　 常見(jiàn)的秤斗安裝錯(cuò)誤,是秤斗與各傳感器的接觸點(diǎn)不在同一平面上, 這將使傳感器受力不均 , 同時(shí)使傳感器受力方向偏離它的軸線。后者使傳感器受到側(cè)向作用力 ,產(chǎn)生傳感器測(cè)量誤差。此外秤斗安裝時(shí)上下軟連接不當(dāng) ,造成配料秤與上下設(shè)備之間存在力的傳遞,同樣會(huì)引起測(cè)量誤差 。

通過(guò)對(duì)稱量誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析, 定期校驗(yàn)配料秤 , 并通過(guò)工藝、設(shè)備 、操作等多方面的努力 ,可以有效的控制稱量誤差。

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