配料是飼料加工業中的核心技術 , 配料係統是飼料生產的關鍵環節。隨著計算機技術的迅速發展, 以工業控製計算機為核心的微機配料係統因其體積小、 結構簡單、 操作方便、配料速度快 、 精度高等優點, 逐步被廣大飼料生產廠家采用 。微機配料係統能否正常工作 ,對生產的連續進行和產品品質有著直接的影響。因此了解微機配料係統的工作原理, 診斷並及時排除係統故障,就顯得尤為重要 。

1　 微機配料係統的工作原理

1. 1　 配料係統的主要功能模塊 

1. 1. 1　 開關量及控製信號形成電路    該電路包括: 電子秤鬥門和混合機門的開足行程開關、關緊行程開關 ; 強電櫃中的中間繼電器 、 交直流接觸器線圈及其輔助觸點; 鍵盤上的命令鍵; 人——機界麵上的各種觸摸式開關等。這些部件工作時 ,就會發出一係列邏輯信號 ,主機就是通過對這些邏輯信號的采集和處理, 從而了解整個配料係統各個設備的工作狀態和運行情況 。例如混合機門和電子秤鬥門的關緊行程開關對主機發送“門關緊”邏輯信號, 主機可斷定混合機和電子秤處於準備就緒狀態 ,係統可以進行配料 。

1. 1. 2　 光電隔離電路 　 這一電路的主要部件是光電耦合器,主要用於數字電路中 ,用來傳遞邏輯信號 ,又能進行電氣隔離 。尤其用於生產現場使用的微機或數控裝置與外圍設備之間的銜接, 對外界幹擾的抑製作用十分明顯 。光電耦合器的應用,提高了配料係統的抗幹擾性能和工作可靠性。

1. 1. 3　 開關量輸入 、 輸出電路　 電平轉換器是該電路的主要器件。在配料係統中使用了不同類別的邏輯器件 ,由於代表同一邏輯狀態的邏輯電平不相同,欲正確傳遞邏輯狀態 ,就要用電平轉換器進行電平轉換 。開關量輸入電路在配料係統中的作用, 就是把代表開關信號的邏輯電平轉換為主機能夠接收的電平信號。開關量輸出電路的結構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, 按一定函數關係一次轉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並且代表了重量的電信號,並把這一信號傳送給放大電路 ,經過放大的電信號 ,作為 A/D( 模/數) 轉換器的模擬輸入信號。

1. 1. 5　 A/D轉換電路　 該電路的主要器件為 A/D 轉換器。A/D 轉換器用於各種模擬信號和數字信號之間的轉換, 它把輸入的連續模擬信號轉換( 量化) 為離散的數字量 ,以便進行數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,並作出判斷 。

1. 1. 6　 執行機構、強電櫃及其控製電路 　 執行機構是各種形式的喂料器、加油係統 、 電子秤鬥門和混合機門的驅動機構 。強電櫃及其控製電路包括中間繼電器、 交直流接觸器、 熱繼電器、空氣開關、熔斷器等電氣設備。它是微機控製係統對被控對象( 執行機構) 進行控製的橋梁, 是實現弱電控製強電的關鍵。該電路輸入的是微機控製係統發出的一係列指令信號 , 輸出的是供執行機構工作的工頻電壓 。

與上述硬件係統相對應的是軟件係統, 它是整個配料係統的“靈魂” ,決定整個係統的性能優劣。軟件係統包括 : 調機程序 、 監控程序、實用配料程序等。調機程序是測試計算機性能的程序,用於計算機的管理與維護 。監控程序自動擔負起管理整個計算機係統的工作, 合理安排和配置計算機係統的硬件資源 ,包括機器的正常起動、調用並運行實用配料程序 、 鍵盤掃描程序和顯示程序。實用配料程序是軟件係統的主要用戶程序。配料精度 、誤差大小取決於該程序的功能是否完善。自適應功能是這一用戶軟件的一大特色 ,它控製著配料係統各個設備有序動作 ,完成配料任務 。

1. 2　 配料係統的工作原理 　 工作一開始, 配料係統進行自檢。通過對開關量輸入信號的處理和判斷,確定係統各設備的工作狀態是否完好,若各設備準備就緒,主機調用內存配方到工作區,按照該配方進行配料 。主機發出一控製信號 , 啟動配方中第一組分對應的喂料器, 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關係一次轉換為電信號後傳輸給主機,主機對這些數據快速采集 ,實時處理, 並與配方中該組分的設定數值比較, 若兩者相等,主機發出控製信號 , 停止喂料器工作 ,該組分喂料停止。接著按同樣的程序對配方中的下一組分進行喂料,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鬥門關門時算起 ,混合時間到,打開混合機門放料, 放料完畢 ,關閉混合機門 ,電子秤鬥門打開, 把本批次料放入混合機中,若此時配料批次未達到預置配料批次數, 係統仍然按上述步驟配下一批料, 預置配料批次達到後,自動停止配料,待混合機把最後一批料混合完成,打開混合機門放料完畢後 , 關閉混合機門並打印顯示班產量 。

2　 微機配料係統的故障分析

2. 1　 “配料”命令發出後配料係統不能進入運行狀態 　 其原因是配料各設備“準備就緒”信號未傳送給主機 。故障發生在開關量及控製信號形成電路、光電隔離電路、 開關量輸入電路 。檢查電子秤鬥門和混合機門的關緊行程開關工作是否正常,常開觸點是否損壞; 光電耦合器、 電平轉換器的工作性能是否正常; 光電隔離電路、 開關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 。修複電路 ,更換相應器件,故障即可排除。

2. 2　 某一批次配料完成電子秤鬥門不能打開放料　 這有以下幾方麵的原因: 混合機門未關緊或關緊行程開關損壞 ; 電子秤鬥門的執行機構發生故障 ; 主機至強電櫃的通訊線路斷路; 強電電源電壓太低或者為零 ; 有關強電器材損壞 。解決的辦法是 : 檢修更換混合機門關緊行程開關 ,修複電子秤鬥門的電磁閥及其氣動機構( 秤鬥門為電動閘門應檢修電動機構裝置) ; 檢測開關量輸出電路、光電隔離電路; 檢查主機內部與輸出信號電路相對應的電源是否損壞 ; 強電櫃中的中間繼電器、 交直流接觸器、 熱繼電器等有關強電器材是否損壞;檢查強電櫃至電子秤鬥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　 配料已經開始有些喂料器卻不能工作 　 故障發生於開關量輸出電路 、 光電隔離電路、 強電櫃控製電路 、 執行機構 。故障原因 : 光電隔離電路、開關量輸出電路及其中間線路損壞, 導致主機至強電櫃的控製信號線斷路或接觸不良 ; 強電櫃控製電路中的中間繼電器、交直流接觸器 、 熱繼電器損壞 ; 對應喂料器電機損壞; 強電櫃中有接觸不良現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值不準　 首先考慮傳感器及其采樣電路、放大電路和A/D 轉換電路 。故障原因: 稱重傳感器工作性能不穩定; 采樣電路、 放大電路及其中間線路發生故障,中斷了傳感器到主機的信號傳輸; 放大電路工作異常, 可調部分未調好, 零點調節有鬆動 ,接觸不良 ; 信號傳輸線路屏蔽不良。其次是待配料倉內無原料或物料結拱 ; 倉底振動卸料器損壞 ; 喂料器電機轉向不正確。

2. 5　 加油係統不能噴油 　 首先確定主機發油信號是否發出,未發出 ,首先檢查開關量輸出信號電路,其次檢查主機到加油係統通訊線路是否斷路。若發油信號存在且通訊線路完好, 則屬於加油係統故障 。加油係統的故障排除方法請參見 2000年第 7期《中國飼料》中的《油脂添加係統的故障分析與排除》一文。

2. 6　 稱量誤差過大 　 稱量誤差的產生有傳感器、測量電路 、 秤鬥安裝等多方麵的原因 。一般可從以下幾個方麵進行檢查。

2. 6. 1　 傳感器的質量　 正常情況下 ,傳感器所受的力 ,同它的電壓輸出應呈線性關係, 進行校驗,如果傳感器與電信號輸出的線性相關係數過小,說明傳感器的質量存在問題。此外傳感器的容量選擇過小或過大 ,也易引起上述線性關係的變化,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 ,所有傳感器應呈現對稱分布; 2) 秤鬥某個方向配料量大,造成秤鬥內物料偏重,配料時應將配比大的原料錯開, 使秤鬥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 ,應設置兩個玉米倉並且對稱向秤鬥喂料 。

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 ,測量後送給主機處理 。一般測量電路所使用的儀器其精度 、 靈敏度比較高,但由於元件老化 、 環境變化等原因,也可能引起測量誤差。零點漂移是常見的測量電路問題 ,應定期校正予以消除 。

2. 6. 4　 秤鬥安裝不正確 　 常見的秤鬥安裝錯誤,是秤鬥與各傳感器的接觸點不在同一平麵上, 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。後者使傳感器受到側向作用力 ,產生傳感器測量誤差。此外秤鬥安裝時上下軟連接不當 ,造成配料秤與上下設備之間存在力的傳遞,同樣會引起測量誤差 。

通過對稱量誤差產生的原因進行分析, 定期校驗配料秤 , 並通過工藝、設備 、操作等多方麵的努力 ,可以有效的控製稱量誤差。

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