專利名稱：一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的物料配比裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于物料配比領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA的物料配比裝置。
背景技術(shù)：
在食品、制藥、化工在飼料、面粉等生產(chǎn)領(lǐng)域，都要求多種物料按一定比例混合來達(dá)到不同的產(chǎn)品要求。如果由人工進(jìn)行，工人勞動強度大、生產(chǎn)效率低，而且由于人的因素，配料精度不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。再者傳統(tǒng)的人工物料配比是人工操作或開關(guān)控制等，這對于操作人員來說，工作環(huán)境非常惡劣，工人勞動強度大，并且粉塵會對人造成直接危害。如果采用微機(jī)控制的自動物料配比裝置，充分利用微機(jī)控制精度高、實時性強、可實現(xiàn)過程自動化的優(yōu)點，有效保證了配料精度及產(chǎn)品質(zhì)量；同時實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化，提高了生產(chǎn)率。近年來，微型計算機(jī)裝置以它的抗干擾能力強、控制可靠、精度高等特點在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，本實用新型就針對物料配比提出了一種基于FPGA的物料配比裝置，實現(xiàn)了全自動控制。即減輕了操作人員的勞動強度，增強了安全性，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種基于FPGA的物料配比裝置。該裝置能夠根據(jù)不同產(chǎn)品的要求改變不同物料的比例，具有液晶顯示功能，實時顯示配比參數(shù)，還具有存儲功能，能存儲歷史數(shù)據(jù)，不需每次輸入配比參數(shù)。參數(shù)給定后FPGA開始工作，打開不同物料倉的電磁開關(guān)，各物料斗的輸送帶開始輸送物料到混合倉進(jìn)行混合。實現(xiàn)了全自動控制?；诂F(xiàn)場可編程門陣列的物料配比裝置即減輕了操作人員的勞動強度，增強了安全性，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。為了實現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實用新型采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的物料配比裝置，包括液晶屏，還包括現(xiàn)場可編程門陣列，液晶屏與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列分別并行連接有多個料斗，各料斗下方分別連接伺服電機(jī)，將料斗中的物料傳送至混合電機(jī)。本實用新型具有實用性好，制作方便，電路簡單，成本低等特點。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的功能圖。圖3為本實用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型具體內(nèi)容作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
參照圖1，該配比裝置包括液晶屏、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、伺服電機(jī)，其特征在于:還包括現(xiàn)場可編程門陣列，液晶屏與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列分別并行連接有多個料斗，各料斗下方分別連接伺服電機(jī)，將料斗中的物料傳送至混合電機(jī)。本實施例中，物料的重量由電阻應(yīng)變拉壓式傳感器測得，測得的信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳給FPGA，F(xiàn)PGA在判斷物料的重量是否達(dá)到設(shè)定的參數(shù)值。本實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用ADC0804，ADC0804是屬于連續(xù)漸進(jìn)式(SuccessiveApproximationMethod)的A/D轉(zhuǎn)換器,這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快(幾十至幾百us)、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計上。對8位ADC0804而言，它的輸出準(zhǔn)位共有28 = 256種，即它的分辨率是1/256，假設(shè)輸入信號Vin為O 5V電壓范圍，則它最小輸出電壓是5V/256 = 0.01953V，這代表ADC0804所能轉(zhuǎn)換的最小電壓值，精度比較高。本實施例中，處理芯片采用Altera公司的Cyclone II EP2C35, Cyclone II的FPGA的成本比第一代Cyclone器件低30%，邏輯容量大了三倍多，可滿足低成本大批量應(yīng)用需求。Cyclone II器件包含了許多新的特性，如嵌入存儲器、嵌入乘法器、PLL和低成本的封裝，內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳，設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低和風(fēng)險最小的器件之一，采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS和TTL電平兼容，可以說，Cyclone II芯片是可重構(gòu)、可升級性、可靠性的最佳選擇之一。本實施例中，由于FPGA的直接輸出電流不足以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，所以在步進(jìn)電機(jī)和單片機(jī)之間接功率放大器，由芯片ULN2003完成。ULN2003具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的裝置。參照圖3，一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的物料配比裝置工作流程如下所示:給FPGA供電后，裝置開始初始化，通過輸入借口，用戶可以輸入配比參數(shù)，如果配比參數(shù)不需要改變可以調(diào)用歷史輸入數(shù)據(jù)。然后FPGA控制各料斗的電磁閥打開，物料開始下落到各物料下的輸送帶，各物料都有一個獨立的電機(jī)，帶動輸送帶把物料送到混合倉，5個電子拉壓式傳感器實時檢測各物料斗下來的重量變成模擬信號，模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過程序?qū)⑥D(zhuǎn)換后的數(shù)字信號置換成重量值與給定的參數(shù)值相比較來控制五個料倉的給料過程，判斷是否斷開電磁閥。直到幾種物料的量都和設(shè)定值一樣后，所有物料斗的電磁閥都關(guān)閉，這時混合倉的電機(jī)起動開始混合輸送進(jìn)去的物料，使物料混合均勻。該物料配比裝置這不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強了企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平，也大大改善了工人的勞動環(huán)境和強度。本裝置的設(shè)計思想也同樣適合于諸如礦山、水泥等企業(yè)的物料配比裝置。
權(quán)利要求1.一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的物料配比裝置，包括液晶屏，其特征在于:還包括現(xiàn)場可編程門陣列，液晶屏與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列分別并行連接有多個料斗，各料斗下方分別連接伺服電機(jī)，將料斗中的物料傳送至混合電機(jī)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的物料配比裝置，包括液晶屏，還包括現(xiàn)場可編程門陣列，液晶屏與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列分別并行連接有多個料斗，各料斗下方分別連接伺服電機(jī)，將料斗中的物料傳送至混合電機(jī)。該物料配比裝置這不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強了企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平，也大大改善了工人的勞動環(huán)境和強度。本裝置的設(shè)計思想適合于諸如食品、制藥、化工、礦山、水泥等企業(yè)的物料配比裝置。
文檔編號B01F15/04GK202962386SQ20122058041
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者孫恩民, 呂魁超, 王少勇, 馬強, 孫益民, 趙玉河, 梁景雨 申請人:長安大學(xué)