LabVIEW 是美國 NI 公司開發的一種基于圖形化 的編程語言，它內置數據采集、儀器控制、過程監控 和自動測試功能，包括 VISA、GPIB、RS232 及 DAQ 等模塊和基本分析庫，在提供強大的數據分析、處 理、顯示功能的同時還保證系統靈活性。LabVIEW 虛擬儀表功能強大，具有豐富的圖形界面模塊，人機界面友好、維護簡便且適用于在線監測與控制。所以 采用 LabVIEW 軟件對螺旋給料機的控制系統進行設 計。該部分主要是采用了模塊化思想，模塊結構布置 如圖 3 所示。
圖 3 系統模塊結構布置
(2) 數據處理與分析模塊 對獲得信號進行預處 理，計算實際輸送量與目標輸送量之間的偏差并進行 相關轉換。
(3) 故障診斷模塊 判斷與辨別所得信號是否達 到了故障的指標，如果符合故障的標準，則給出報警 信息并生成故障報告。
(4) PID 調節模塊 對經過數據處理與分析的信 號進行比例、微分和積分的調整，進而計算出合適 的頻率輸出值，并通過 LabVIEW 與變頻器之間的 R S485 通信協議[4]，將指令傳達給變頻器，完成頻 率、電動機轉速和給料機輸送量一系列的改變。
3.2 PID 控制原理的應用
采用 LabVIEW 內置的 PID 工具包，實現對系統 給料機輸送量的反饋控制，如圖 4 所示。
標準 PID (比例-積分-微分) 的控制值與偏差、偏 差對時間的積分、偏差對時間的微分，三者之和成正式中：p 為控制值；K 為放大倍數；e 為偏差；Ti 為 積分常數；Td 為微分常數；M 為偏差等于零時的控制 值，有積分環節時，此項可不加。
在該系統中，設定值 R 為螺旋給料機的目標輸 送量 Q，實際值 C 為螺旋給料機的實際輸送量 Q0， 則偏差 e = C - Q = Q0 - Q，PID 環節執行的條件為偏 差 e 超過目標輸送量的誤差范圍。在調試中通過對積 分常數 Ti、微分常數 Td、放大倍數 K 的選取，獲得較 為理想的輸出結果。增加放大倍數可以加快系統的響 應，增強系統的控制作用，有利于減小控制誤差，但 K 值過大會產生較大的超調，系統就會產生振蕩，使 穩定性變壞。增大積分常數使系統更加穩定，但系統 靜差的消除也隨之減慢。增大微分常數 Td 有利于加 速減小偏差，偏差減小時會減弱控制作用，可防止超 調，增加系統的穩定性。而微分作用太強則使系統對 噪聲擾動的抑制能力減弱，容易引起相應的振蕩。
3.3 系統通信設置
系統數據傳輸流程如圖5所示，首先設置變頻 器的串口參數[5]，串口號為 2，設置波特率為 9 600 bit/ s，8 位數據位，無校驗位，數據停止位為 1；系 統軟件進行串口初始化設置，與變頻器設置相同的波 特率、數據位和校驗位等，然后按開始鍵與變頻器進 行通信，系統啟動，預置變頻器的初始頻率。當傳感 器監測到輸送量信號后，系統從數據采集卡獲得輸送 量信號，經過分析處理和 PID 運算后，將控制信號傳 輸到變頻器，改變其運行頻率，進而達到改變電動機 轉速和輸送量的目的。
圖 5 系統數據傳輸流程
本文關鍵詞：圓盤給料機,定量給料的設備
