1引言
微機配料系統的發展，經歷了集中控制和分散控制兩個階段。在集中控制方式中、計算機除具有工藝流程控制、工況實時顯示、提供數據存儲、報表打印等功能外，還要完成對各對象的直接控制和數據采集任務。一旦計算機出現故障、將造成系統癱瘓,影響生產正常進行。隨著微處理器技術、網絡技術、通信技術的發展，出現了分散控制方式,它是由一臺主機和多臺從機通過網絡聯結起來,主機不參與對各對象的直接控制，而是將控制任務交各從機完成。
為了提高配料系統的可靠性,即在硬件上再備份一臺主機，一旦主機出現故障,備用主機馬上接管配料系統控制權、保證生產連續進行.本文設計的微機配料系統利用現今廣泛采用的虛擬技術,在分散控制的基礎上.賦予其中一臺從機具有主機（這里稱虛擬主機）的主要控制功能，在不增加硬件成本的前提下，一旦主機出現故障,虛擬主機馬上接管配料系統控制權,控制各從機協調工作，完成配料任務，充分體現了“軟件即設備”的設計思想，具有廣闊的應用前景。
2配料系統總體構成及實現方法
2.1系統總體構成
配料系統總體構成主機和各從機（含虛擬主機）之間通過串行總線（稱總線I）連接,虛擬主機和其它從機之間也通過串行總線（稱總線U）連接、構成雙總線結構的主從微機配料系統，主機通過串行總統1實現對配料系統的控制，而虛擬主機在取得系統控制權后.通過串行總線II實現對配料系統的控制.
主機主要完成工藝流程控制、工況實時顯示及報警、提供數據的存儲、報表打印.配方優化和管理咨詢等功能。
各從機（含虛擬主機）在主機管理下，按照配方要求、控制各自的對象,完成數據采集、處理存儲與顯示、故障診斷與報警、數據通訊等任務。
在配料系統設置過程中，事先賦予某一臺從機以虛擬主機資格，一旦主機出現故障，虛擬主機接管系統控制杖，控制各從機協調工作，完成配料任務。
2.2主機和瑋擬主機間配料系統控制權的交換方法
要實現主機和虛擬主機間配料系統控制權的無中斷切換，關鍵問題是要解決主機和虛擬主機之間各自工作狀態的相互檢測和。為了解決這個問題,根據微機配料系統的工作特點.在從機軟件設計中設置主機狀態定時器和循環周期寄存器，主機狀態定時器由虛擬主機命令啟動并始終工作，只有配料循環命令才能對其清零。從機根據循環周期寄存器內容和狀態定時器的值來判斷主機工作狀態:，如果在循環周期的整數倍時間內沒有接收到循環命令，則判斷主機故障.虛擬主機接管系統控制權，通過串行總線n控制各從機繼續工作:
主機恢復正常后,如何收回系統控制權,也是需解決的問題。當主機正常后，恢復向各從機發送配料循環命令，虛擬主機接收到該命令,確認無誤后先向各從機發送放棄信息，然后交岀配料系統控制權：主機恢復對系統控制后，一方面控制配料系統繼續運行,另一方面補充原始數據，既實現了配料系統控制權的無中斷切換，又保證了數據的連續性。
3設計舉例
某化工廠微機配料生產線由10臺計量秤和1臺液位計組成，每臺計量秤按配方要求計量一種物料，這些物料經輸送設備送到配料鍋，在配料鍋里加入適量的水后，經過充分攪拌形成料漿.再送下道工序使用.液位計測量配料鍋的料位高度、當料位高于報警線時.產生報警信號.以防止料漿溢出，
自動化配料系統在原有的控制方式采用上、下兩級計算機控制方案，上位機安裝在控制室，完成工藝配方的輸入，修改，配料過程的實時顯示，數據的貯存和報表打印，并直接參與對每臺計量秤的進料，卸料動作控制。下位機實際上是一個多路數據釆集單元，安裝在生產現場，負責稱重信號和液位信號的數據采集和就地顯示.并將釆集到的數據通過串行總線送上位機處理”這套稱重配料系統盡管釆用了上、下兩級計算機結構，但從控制特點上來看，仍屬于集中控制方式。經過長期運行,發現只要有一臺計量秤出現故障，整個自動配料系統就處于停頓狀態，待故障排除后方能恢復運廳，使生產受到很大影響。后來對這套配料系統進行技術改造時，作了如下改進：
(1)采用分散控制方式代替原集中控制方式n
(2)主機不再參與對各計量秤的直接控制，而改由各從機直接控制，
(3)釆用虛擬主機技術,以提高系統可靠性.
3.1產品配置
配料系統組成：主機采用標準配置的工業PC從機又稱稱重控制器，配料系統是以51系列單片機為核心開發而成的，每一臺稱重控制器控制一臺計量秤，直接控制配料過程，完成數據釆集、處理、存儲與顯示，故障檢測與報警，數據通訊等任務。
液位計實際上也是一臺變送控制器，它僅測量配料罐的重量而不參與控制，根據配料罐的重量、容積、料漿比重等參數，換算出料位高度，并將此信息傳輸給主機，主機根據配料罐的料位高度,控制配料系統的循環速度，有效防止料漿溢出。配料系統設置過程中，定義液位計作為虛擬主機。一旦主機出現故障，液位計接管配料系統控制權,控制配料系統連續運行。
主機和各從機之間.虛擬主機和其它各從機之間的通信釆用RM22串行通信標準，標準工業PC一般配置RS-232串行接口，因此需要設置協議轉換器-整個配料系統是一個雙總線結構的主從微機系統。
3.2從機軟件設計
從機軟件采用51系列單片機匯編語言編程，在軟件設計過程中，釆用模塊結構.除設計完成固有功能的軟件模塊外，還應設計完成主機工作狀態檢測和的功能模塊｛稱虛擬主機模塊)。另外.為了增加系統靈活性，應便從機軟件配料系統盡量獨立于工藝流程。這樣當工藝流程發生改變時，僅需改變主機軟件即可一.從機軟件流程
虛擬主機模塊是實現虛擬技術的關鍵.在虛擬主機模塊設計過程中，設置虛擬主機標志、配料系統控制標志和循環周期定時器。虛擬主機標志由虛擬主機命令置位或復位,表示該從機的虛擬主機資格：配料系統控制標志表示系統控制權的歸屬，標志置位表示配料系統控制權歸虛擬主機，標志復位表示稱重配料系統控制權歸
主機c一旦虛擬主機接管配料系統控制權，使配料系統控制標志置位并啟動循環周期定時器，定期地向各從機發送循環命令、控制系統連續運行
3.3主機軟件設計
主機軟件釆用VB5.0(VisualBasic5.0)編程，除通過與各從機通信，完成所需的控制任務外,還應具有工況的實時顯示、配方優化、管理咨詢等功能。因此主機軟件的設計思想應是操作簡便、控制可靠、功能齊全且界面友好。
主機和各從機之間的數據交換及對各從機的控制是通過工況實時顯示模塊實現的，主機對各從機發布循環命令，進入配料循環過程;依次接收各從機傳來的工況信息.進行實時動態顯示，并根據相應的控制方案向各從機發送控制命令。
4結束語
基于虛擬主機技術的微機配料系統已在生產現場正常使用、在不增加硬件成本的前提下，提高了系統的可靠性，對中小型控制系統來說,具有廣泛的應用前景。