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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)。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展, 以工業(yè)控制計算機為核心的微機配料系統(tǒng)因其體積小、 結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便、配料速度快 、 精度高等優(yōu)點, 逐步被廣大飼料生產(chǎn)廠家采用 。微機配料系統(tǒng)能否正常工作 ,對生產(chǎn)的連續(xù)進行和產(chǎn)品品質(zhì)有著直接的影響。因此了解微機配料系統(tǒng)的工作原理, 診斷并及時排除系統(tǒng)故障,就顯得尤為重要 。

1　 微機配料系統(tǒng)的工作原理

1. 1　 配料系統(tǒng)的主要功能模塊 

1. 1. 1　 開關(guān)量及控制信號形成電路    該電路包括: 電子秤斗門和混合機門的開足行程開關(guān)、關(guān)緊行程開關(guān) ; 強電柜中的中間繼電器 、 交直流接觸器線圈及其輔助觸點; 鍵盤上的命令鍵; 人——機界面上的各種觸摸式開關(guān)等。這些部件工作時 ,就會發(fā)出一系列邏輯信號 ,主機就是通過對這些邏輯信號的采集和處理, 從而了解整個配料系統(tǒng)各個設(shè)備的工作狀態(tài)和運行情況 。例如混合機門和電子秤斗門的關(guān)緊行程開關(guān)對主機發(fā)送“門關(guān)緊”邏輯信號, 主機可斷定混合機和電子秤處于準備就緒狀態(tài) ,系統(tǒng)可以進行配料 。

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 ,用來傳遞邏輯信號 ,又能進行電氣隔離 。尤其用于生產(chǎn)現(xiàn)場使用的微機或數(shù)控裝置與外圍設(shè)備之間的銜接, 對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)換器進行電平轉(zhuǎn)換 。開關(guān)量輸入電路在配料系統(tǒng)中的作用, 就是把代表開關(guān)信號的邏輯電平轉(zhuǎn)換為主機能夠接收的電平信號。開關(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( 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,并把這一信號傳送給放大電路 ,經(jīng)過放大的電信號 ,作為 A/D( 模/數(shù)) 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入信號。

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和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換, 它把輸入的連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)換( 量化) 為離散的數(shù)字量 ,以便進行數(shù)字顯示和進入計算機 。主機對這些離散信號進行快速實時處理,并作出判斷 。

1. 1. 6　 執(zhí)行機構(gòu)、強電柜及其控制電路 　 執(zhí)行機構(gòu)是各種形式的喂料器、加油系統(tǒng) 、 電子秤斗門和混合機門的驅(qū)動機構(gòu) 。強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、空氣開關(guān)、熔斷器等電氣設(shè)備。它是微機控制系統(tǒng)對被控對象( 執(zhí)行機構(gòu)) 進行控制的橋梁, 是實現(xiàn)弱電控制強電的關(guān)鍵。該電路輸入的是微機控制系統(tǒng)發(fā)出的一系列指令信號 , 輸出的是供執(zhí)行機構(gòu)工作的工頻電壓 。

與上述硬件系統(tǒng)相對應(yīng)的是軟件系統(tǒng), 它是整個配料系統(tǒng)的“靈魂” ,決定整個系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。軟件系統(tǒng)包括 : 調(diào)機程序 、 監(jiān)控程序、實用配料程序等。調(diào)機程序是測試計算機性能的程序,用于計算機的管理與維護 。監(jiān)控程序自動擔(dān)負起管理整個計算機系統(tǒng)的工作, 合理安排和配置計算機系統(tǒng)的硬件資源 ,包括機器的正常起動、調(diào)用并運行實用配料程序 、 鍵盤掃描程序和顯示程序。實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)各個設(shè)備有序動作 ,完成配料任務(wù) 。

1. 2　 配料系統(tǒng)的工作原理 　 工作一開始, 配料系統(tǒng)進行自檢。通過對開關(guān)量輸入信號的處理和判斷,確定系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀態(tài)是否完好,若各設(shè)備準備就緒,主機調(diào)用內(nèi)存配方到工作區(qū),按照該配方進行配料 。主機發(fā)出一控制信號 , 啟動配方中第一組分對應(yīng)的喂料器, 對電子秤進行喂料。這時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)換為電信號后傳輸給主機,主機對這些數(shù)據(jù)快速采集 ,實時處理, 并與配方中該組分的設(shè)定數(shù)值比較, 若兩者相等,主機發(fā)出控制信號 , 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。在本批料進行配料的同時, 混合機混合時間從上一批電子秤斗門關(guān)門時算起 ,混合時間到,打開混合機門放料, 放料完畢 ,關(guān)閉混合機門 ,電子秤斗門打開, 把本批次料放入混合機中,若此時配料批次未達到預(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)置配料批次達到后,自動停止配料,待混合機把最后一批料混合完成,打開混合機門放料完畢后 , 關(guān)閉混合機門并打印顯示班產(chǎn)量 。

2　 微機配料系統(tǒng)的故障分析

2. 1　 “配料”命令發(fā)出后配料系統(tǒng)不能進入運行狀態(tài) 　 其原因是配料各設(shè)備“準備就緒”信號未傳送給主機 。故障發(fā)生在開關(guān)量及控制信號形成電路、光電隔離電路、 開關(guān)量輸入電路 。檢查電子秤斗門和混合機門的關(guān)緊行程開關(guān)工作是否正常,常開觸點是否損壞; 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放料　 這有以下幾方面的原因: 混合機門未關(guān)緊或關(guān)緊行程開關(guān)損壞 ; 電子秤斗門的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障 ; 主機至強電柜的通訊線路斷路; 強電電源電壓太低或者為零 ; 有關(guān)強電器材損壞 。解決的辦法是 : 檢修更換混合機門關(guān)緊行程開關(guān) ,修復(fù)電子秤斗門的電磁閥及其氣動機構(gòu)( 秤斗門為電動閘門應(yīng)檢修電動機構(gòu)裝置) ; 檢測開關(guān)量輸出電路、光電隔離電路; 檢查主機內(nèi)部與輸出信號電路相對應(yīng)的電源是否損壞 ; 強電柜中的中間繼電器、 交直流接觸器、 熱繼電器等有關(guān)強電器材是否損壞;檢查強電柜至電子秤斗門的電源線是否斷路 。分析排除混合機門不能打開這一故障時 , 也可以參照上述辦法。

2. 3　 配料已經(jīng)開始有些喂料器卻不能工作 　 故障發(fā)生于開關(guān)量輸出電路 、 光電隔離電路、 強電柜控制電路 、 執(zhí)行機構(gòu) 。故障原因 : 光電隔離電路、開關(guān)量輸出電路及其中間線路損壞, 導(dǎo)致主機至強電柜的控制信號線斷路或接觸不良 ; 強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 ; 對應(yīng)喂料器電機損壞; 強電柜中有接觸不良現(xiàn)象造成某些線路不通 ; 強電電源電壓太低或為零。

2. 4　 配料時喂料器工作正常而稱重顯示數(shù)值不準　 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的信號傳輸; 放大電路工作異常, 可調(diào)部分未調(diào)好, 零點調(diào)節(jié)有松動 ,接觸不良 ; 信號傳輸線路屏蔽不良。其次是待配料倉內(nèi)無原料或物料結(jié)拱 ; 倉底振動卸料器損壞 ; 喂料器電機轉(zhuǎn)向不正確。

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

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

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, 進行校驗,如果傳感器與電信號輸出的線性相關(guān)系數(shù)過小,說明傳感器的質(zhì)量存在問題。此外傳感器的容量選擇過小或過大 ,也易引起上述線性關(guān)系的變化,從而引起稱量誤差過大。

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

2. 6. 3　 測量放大電路的誤差 　 該電路將傳感器輸出的電信號放大 ,測量后送給主機處理 。一般測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,也可能引起測量誤差。零點漂移是常見的測量電路問題 ,應(yīng)定期校正予以消除 。

2. 6. 4　 秤斗安裝不正確 　 常見的秤斗安裝錯誤,是秤斗與各傳感器的接觸點不在同一平面上, 這將使傳感器受力不均 , 同時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)生傳感器測量誤差。此外秤斗安裝時上下軟連接不當 ,造成配料秤與上下設(shè)備之間存在力的傳遞,同樣會引起測量誤差 。

通過對稱量誤差產(chǎn)生的原因進行分析, 定期校驗配料秤 , 并通過工藝、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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