专利名称：一种基于现场可编程门阵列的物料配比装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物料配比领域，特别涉及一种基于FPGA的物料配比装置。
背景技术：
在食品、制药、化工在饲料、面粉等生产领域，都要求多种物料按一定比例混合来达到不同的产品要求。如果由人工进行，工人劳动强度大、生产效率低，而且由于人的因素，配料精度不稳定，产品质量得不到保证。再者传统的人工物料配比是人工操作或开关控制等，这对于操作人员来说，工作环境非常恶劣，工人劳动强度大，并且粉尘会对人造成直接危害。如果采用微机控制的自动物料配比装置，充分利用微机控制精度高、实时性强、可实现过程自动化的优点，有效保证了配料精度及产品质量；同时实现了生产过程的自动化，提高了生产率。近年来，微型计算机装置以它的抗干扰能力强、控制可靠、精度高等特点在工业控制中得到广泛应用，本实用新型就针对物料配比提出了一种基于FPGA的物料配比装置，实现了全自动控制。即减轻了操作人员的劳动强度，增强了安全性，又提高了产品质量。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种基于FPGA的物料配比装置。该装置能够根据不同产品的要求改变不同物料的比例，具有液晶显示功能，实时显示配比参数，还具有存储功能，能存储历史数据，不需每次输入配比参数。参数给定后FPGA开始工作，打开不同物料仓的电磁开关，各物料斗的输送带开始输送物料到混合仓进行混合。实现了全自动控制。基于现场可编程门阵列的物料配比装置即减轻了操作人员的劳动强度，增强了安全性，又提高了产品质量。为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现:一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的物料配比装置，包括液晶屏，还包括现场可编程门阵列，液晶屏与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列分别并行连接有多个料斗，各料斗下方分别连接伺服电机，将料斗中的物料传送至混合电机。本实用新型具有实用性好，制作方便，电路简单，成本低等特点。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的功能图。图3为本实用新型的工作流程图。
以下结合附图和实施例对本实用新型具体内容作进一步说明。
具体实施方式
参照图1，该配比装置包括液晶屏、现场可编程门阵列(FPGA)、伺服电机，其特征在于:还包括现场可编程门阵列，液晶屏与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列分别并行连接有多个料斗，各料斗下方分别连接伺服电机，将料斗中的物料传送至混合电机。本实施例中，物料的重量由电阻应变拉压式传感器测得，测得的信号经过模数转换后传给FPGA，FPGA在判断物料的重量是否达到设定的参数值。本实施例中，模数转换芯片采用ADC0804，ADC0804是属于连续渐进式(SuccessiveApproximationMethod)的A/D转换器,这类型的A/D转换器除了转换速度快(几十至几百us)、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。对8位ADC0804而言，它的输出准位共有28 = 256种，即它的分辨率是1/256，假设输入信号Vin为O 5V电压范围，则它最小输出电压是5V/256 = 0.01953V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值，精度比较高。本实施例中，处理芯片采用Altera公司的Cyclone II EP2C35, Cyclone II的FPGA的成本比第一代Cyclone器件低30%，逻辑容量大了三倍多，可满足低成本大批量应用需求。Cyclone II器件包含了许多新的特性，如嵌入存储器、嵌入乘法器、PLL和低成本的封装，内部有丰富的触发器和I/O引脚，设计周期最短、开发费用最低和风险最小的器件之一，采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS和TTL电平兼容，可以说，Cyclone II芯片是可重构、可升级性、可靠性的最佳选择之一。本实施例中，由于FPGA的直接输出电流不足以驱动步进电机，所以在步进电机和单片机之间接功率放大器，由芯片ULN2003完成。ULN2003具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点，适应于各类要求高速大功率驱动的装置。参照图3，一种基于现场可编程门阵列的物料配比装置工作流程如下所示:给FPGA供电后，装置开始初始化，通过输入借口，用户可以输入配比参数，如果配比参数不需要改变可以调用历史输入数据。然后FPGA控制各料斗的电磁阀打开，物料开始下落到各物料下的输送带，各物料都有一个独立的电机，带动输送带把物料送到混合仓，5个电子拉压式传感器实时检测各物料斗下来的重量变成模拟信号，模拟电压信号转换成数字信号，通过程序将转换后的数字信号置换成重量值与给定的参数值相比较来控制五个料仓的给料过程，判断是否断开电磁阀。直到几种物料的量都和设定值一样后，所有物料斗的电磁阀都关闭，这时混合仓的电机起动开始混合输送进去的物料，使物料混合均匀。该物料配比装置这不仅提高了产品质量，增强了企业的现代化管理水平，也大大改善了工人的劳动环境和强度。本装置的设计思想也同样适合于诸如矿山、水泥等企业的物料配比装置。
权利要求1.一种基于现场可编程门阵列的物料配比装置，包括液晶屏，其特征在于:还包括现场可编程门阵列，液晶屏与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列分别并行连接有多个料斗，各料斗下方分别连接伺服电机，将料斗中的物料传送至混合电机。
专利摘要本实用新型公开了一种基于现场可编程门阵列的物料配比装置，包括液晶屏，还包括现场可编程门阵列，液晶屏与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列分别并行连接有多个料斗，各料斗下方分别连接伺服电机，将料斗中的物料传送至混合电机。该物料配比装置这不仅提高了产品质量，增强了企业的现代化管理水平，也大大改善了工人的劳动环境和强度。本装置的设计思想适合于诸如食品、制药、化工、矿山、水泥等企业的物料配比装置。
文档编号B01F15/04GK202962386SQ20122058041
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者孙恩民, 吕魁超, 王少勇, 马强, 孙益民, 赵玉河, 梁景雨 申请人:长安大学