摘 要

随着计算机技术的不断发展，越来越多的行业步入自动化进程，而配料工艺在许多行业中都占据着重要的地位，自动化能够很大地提升配料过程中的配料精度和配料速度。根据现有的各行业的配料实际情况，本文研究了自动配料的控制系统。

针对传统的配料生产过程中存在的人工配料精度差、效率低、维修量大、成本高等问题，基于集中控制、分散管理的指导思想，本文设计了一个集散控制系统，即采用计算机与可编程控制器构成的上下位机的结构形式来实现控制配料过程。上位机使用LabVIEW软件，实现配料过程的监控与人机的交互；PLC为管理层，对配料过程实现大部分的控制。

LabVIEW使用图形化编程语言，编程简单，功能强大，本文用LabVIEW设计了登录界面以保护信息安全，还设计了参数设定、实时监控、配料显示三个界面使配料过程更为直观。本文设计的系统主要由数据采集卡、传感器、LabVIEW、PLC组成，并对采集卡采集的模拟量进行了标定。

本文最后进行了系统调试运行，结果表明，该系统能自动，快速，精确的完成配料生产。

关键词：自动控制；可编程控制器；LabVIEW

Abstract

With the continuous development of computer technology, more and more industry into the automation process, the batching process occupies the important position in many industries, automation can greatly enhance dosing and the ingredients in the process of precision and speed according to the existing ingredients from all walks of life to the actual situation, this paper studies the automatic batching control system.

Aiming at the traditional ingredients existing in the production process of artificial ingredients precision of large amount of poor efficiency and low maintenance cost is high, based on the centralized control of decentralized management guiding ideology, this paper design a distributed control system, namely, computer and programmable controller is adopted to form the up and down the structure of a machine to implement batching process control PC using LabVIEW software, realizes the ingredients in the process of monitoring and human-computer interaction; PLC is the management, to achieve most of the control of the mixing process.

LabVIEW is using graphical programming language, programming is simple, powerful, in this paper, using LabVIEW login interface is designed to protect information security, also designed the set parameters real-time monitoring ingredients according to three more intuitive interface makes the batching process in this paper, the design of system is mainly composed of data acquisition card LabVIEW sensor PLC, and probes into the acquisition card collection of analog calibration.

At the end of this paper, the debugging and running of the system are carried out.

Key words: automatic control; Programmable controller; The LabVIEW

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 配料系统的发展与现状 1

第二章 配料控制系统总体设计 3

2.1 控制系统设备 3

2.1.1设备设计方案 3

2.1.2系统组成 6

2.2 系统总体设计 7

2.3 本章小结 9

第三章 下位机程序设计 10

3.1 下位机的硬件选型 10

3.1.1 可编程控制器选型 10

3.1.2 变频器的选型 13

3.2 下位机软件设计 14

3.3 本章小结 17

第四章 上位机程序设计 18

4.1 上位机硬件 18

4.2 上位机软件 19

4.2.1 LabVIEW简介 19

4.2.2 程序设计流程 20

4.3 程序前面板设计 20

4.3.1 前面板的一般设计规则 20

4.3.2 前面板的设计方案 21

4.4 程序框图的设计 25

4.4.1 程序框图的一般设计规则 25

4.4.2 程序框图的设计方案 25

4.5 标定 31

4.5.1 温度的标定 31

4.5.2 容积的标定 31

4.6 本章小结 32

第五章 系统的调试与运行 33

5.1 系统通电前检查 33

5.2 联机调试 33

5.3 程序运行 33

5.4 本章小结 36

第六章 总结与展望 37

6.1 总结 37

6.2 展望 37

参考文献 38

附录 LabVIEW程序框图 40

致谢 41

绪论

课题研究背景及意义

配料是指按一定比例将某些原料混合在一起，再经过特定工艺流程进行加工处理以得到所需的产品。在现代工艺中配料是一种很常见的工艺流程，它在医药、食品、建筑以及化工等行业占有越来越重要的地位。这些产品大多都是经过配料工艺后得到的，如果各原料的最终量不准确不仅会影响最终产品的质量，甚至还会导致安全问题，而且人工配料完全依靠工人自身配料的技术水准，更容易出现原料比例不准确等问题，还有耗时、耗力、成本提升等问题。

随着计算机技术的不断发展，越来越多的衍生产品产生，从而推进各行业都在不断进入自动化，例如饲料行业，冶金行业、汽车行业等，而作为许多行业生产的重要环节——配料，也必将淘汰人工配料，进入全自动化的机械配料过程。自动配料系统也就是系统自动按照用户预设好的配方比例将多种原料混合在一起的过程。该系统一般具有如下特点：

①被测对象处于非静止状态；

②通常为一种在线的自动测量系统；

③该系统需具备良好的时间响应特性以完成短时间内快速测量^[1]。

根据以上特点，本文利用可编程控制器作为控制系统、以LabVIEW软件作为上位机的开发平台进行监控来设计自动配料控制系统。在本系统中，将选用水作为原料，将水分别装在两个原料罐内并按用户设定的配方进行量取以及混合搅拌加热，并且系统还能够对配料过程进行实时监控。

随着社会的发展，中国虽然是人口大国，但人力的成本却越来越高，多年以前的免费劳动力已经不复存在。本文设计的系统，不仅能够削减人力成本，解放多余劳动力，也满足了配料的一般过程；同时还能提高产品质量，在一定程度实现配料过程的自动化。

配料系统的发展与现状

随着人类社会的不断发展，配料过程也在不断发展完善，最终正在向着智能化、高精度、多分布的方向迈进。