LabVIEW 是美国 NI 公司开发的一种基于图形化 的编程语言，它内置数据采集、仪器控制、过程监控 和自动测试功能，包括 VISA、GPIB、RS232 及 DAQ 等模块和基本分析库，在提供强大的数据分析、处 理、显示功能的同时还保证系统灵活性。LabVIEW 虚拟仪表功能强大，具有丰富的图形界面模块，人机界面友好、维护简便且适用于在线监测与控制。所以 采用 LabVIEW 软件对螺旋给料机的控制系统进行设 计。该部分主要是采用了模块化思想，模块结构布置 如图 3 所示。
图 3 系统模块结构布置
(2) 数据处理与分析模块 对获得信号进行预处 理，计算实际输送量与目标输送量之间的偏差并进行 相关转换。
(3) 故障诊断模块 判断与辨别所得信号是否达 到了故障的指标，如果符合故障的标准，则给出报警 信息并生成故障报告。
(4) PID 调节模块 对经过数据处理与分析的信 号进行比例、微分和积分的调整，进而计算出合适 的频率输出值，并通过 LabVIEW 与变频器之间的 R S485 通信协议[4]，将指令传达给变频器，完成频 率、电动机转速和给料机输送量一系列的改变。
3.2 PID 控制原理的应用
采用 LabVIEW 内置的 PID 工具包，实现对系统 给料机输送量的反馈控制，如图 4 所示。
标准 PID (比例-积分-微分) 的控制值与偏差、偏 差对时间的积分、偏差对时间的微分，三者之和成正式中：p 为控制值；K 为放大倍数；e 为偏差；Ti 为 积分常数；Td 为微分常数；M 为偏差等于零时的控制 值，有积分环节时，此项可不加。
在该系统中，设定值 R 为螺旋给料机的目标输 送量 Q，实际值 C 为螺旋给料机的实际输送量 Q0， 则偏差 e = C - Q = Q0 - Q，PID 环节执行的条件为偏 差 e 超过目标输送量的误差范围。在调试中通过对积 分常数 Ti、微分常数 Td、放大倍数 K 的选取，获得较 为理想的输出结果。增加放大倍数可以加快系统的响 应，增强系统的控制作用，有利于减小控制误差，但 K 值过大会产生较大的超调，系统就会产生振荡，使 稳定性变坏。增大积分常数使系统更加稳定，但系统 静差的消除也随之减慢。增大微分常数 Td 有利于加 速减小偏差，偏差减小时会减弱控制作用，可防止超 调，增加系统的稳定性。而微分作用太强则使系统对 噪声扰动的抑制能力减弱，容易引起相应的振荡。
3.3 系统通信设置
系统数据传输流程如图5所示，首先设置变频 器的串口参数[5]，串口号为 2，设置波特率为 9 600 bit/ s，8 位数据位，无校验位，数据停止位为 1；系 统软件进行串口初始化设置，与变频器设置相同的波 特率、数据位和校验位等，然后按开始键与变频器进 行通信，系统启动，预置变频器的初始频率。当传感 器监测到输送量信号后，系统从数据采集卡获得输送 量信号，经过分析处理和 PID 运算后，将控制信号传 输到变频器，改变其运行频率，进而达到改变电动机 转速和输送量的目的。
图 5 系统数据传输流程
本文关键词：圆盘给料机,定量给料的设备
