【正文】 的光電 碼盤 ，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取 ,獲得四組正弦波信號(hào)組合成 A、 B、 C、 D,每個(gè)正弦波相差 90 度相位差（相對(duì)于一個(gè) 周波 為360 度），將 C、 D 信號(hào)反向，疊加在 A、 B 兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè) Z 相 脈沖 以代表零位參考位。 旋轉(zhuǎn)編碼器直接與旋轉(zhuǎn)軸連接時(shí)，可以測(cè)定旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，即每轉(zhuǎn)一圈會(huì)發(fā) 出 一 定 數(shù)目的脈沖信號(hào)，這樣就可以根據(jù)脈沖數(shù)的多少計(jì)算出旋轉(zhuǎn)的圈數(shù) 。它分為 單路 輸出和雙路輸出兩種。 除此之外 ,選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求 ,并綜合考慮運(yùn)行可靠性、供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修難易程度、產(chǎn)品價(jià)格、運(yùn)行和維修費(fèi)用等因素。同時(shí)選定的電動(dòng)機(jī)型號(hào)和額定功率應(yīng)滿足攪拌設(shè)備開車時(shí)啟動(dòng)功率增大的要求。為此 ,選用電動(dòng)機(jī)時(shí) ,應(yīng)特別考慮與變速器匹配問題。 外部端子控制。 數(shù)字式撥盤，設(shè)定簡(jiǎn)單快捷。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 控制 電路 是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的 “ 運(yùn)算電路 ” ，主電路的 “ 電壓、電流檢測(cè)電路 ” ，電動(dòng)機(jī)的 “ 速度檢測(cè)電路 ” ，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的 “ 驅(qū)動(dòng)電路 ” ，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的 “ 保護(hù)電路 ” 組成。 平波回路是 在整流器整流后的直流電壓 中，含有電源 6 倍頻率的 脈動(dòng)電壓 ，此外逆變器產(chǎn)生的 脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。這一點(diǎn)在計(jì)算它是否會(huì)最終達(dá)到穩(wěn)定結(jié)果時(shí)很有用。這個(gè) D 參數(shù)也是PID 被稱為可預(yù)測(cè)的控制器的原因。所以，最終這個(gè) PID 回路系統(tǒng)會(huì)在預(yù)定值定下來。 積分 來控制過去，誤差值是過去一段時(shí)間的誤差和，然后乘以一個(gè)負(fù)常數(shù) I，然后和預(yù)定值相加。那么它在 10176。這種控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關(guān)系。這三種算法都是用加法調(diào)整被控制的數(shù)值。這個(gè)控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個(gè)參考值進(jìn)行比較，然后把這個(gè)差別用于計(jì)算新的輸入值，這個(gè)新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達(dá)到或者保持在參考值。 PID 控制器（ Proportion Integration 積分 微分 控制器 ），由比例單元 P、積分單元 I 和微分單元 D 組成。 220V 實(shí)驗(yàn)插座采用 4護(hù)套插座及實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，具有良好的安全保護(hù)和誤操作保護(hù)。 山東科技大學(xué) 12 電源模塊 電源模塊 電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，其特點(diǎn)是可為專用集成電路 （ ASIC）、 數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、 微處理器 、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 及其 他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電 。 2 系統(tǒng) 基本原理 系統(tǒng)流程圖 _ 系統(tǒng)流程圖 硬件組成 該系統(tǒng)由 PC 機(jī)、電源模塊、 采集卡 、 攪拌機(jī) 電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器組成，硬件圖如下： 設(shè)定速度 PID 控制模塊 變頻器 電 機(jī) 編碼器 速度采集 山東科技大學(xué) 10 給定 轉(zhuǎn)速 采集到的 實(shí)際 轉(zhuǎn)速 系統(tǒng)硬件圖 PC 機(jī)插入采集卡 變頻器 控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 攪拌機(jī)電機(jī) 采集電機(jī)轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)編碼器 PID 控制器 山東科技大學(xué) 11 系統(tǒng)工作原理 總體實(shí)現(xiàn)原理 首先由計(jì)算機(jī)向 采集卡 發(fā)送數(shù)據(jù)，啟動(dòng)變頻器，從而啟動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)編碼器把電機(jī)速度相關(guān)信息傳給 采集卡 ，然后 采集卡 把數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過相關(guān)運(yùn)算， 通過 PID 控制器 ,把實(shí)際速度和設(shè)定速度作比較， 通過Pci1710UDE 采集卡輸出 05V電壓信號(hào)，改變變頻器頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 本文采用 LabVIEW 軟件為開發(fā)平臺(tái)，以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備條件設(shè)計(jì)一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng) ,以少量的硬件 設(shè)備完成了電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制 ,具有精度和效率高 ,可擴(kuò)展性強(qiáng)以及操作界面友好等特點(diǎn)。采用虛擬儀器，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)等方面的限制；②利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活 性；③通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時(shí)、直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理，通過用戶界面技術(shù)，真正做到界面友好、人機(jī)交互。隨著電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，電機(jī)的工作環(huán)境也趨于惡劣，從開始的手動(dòng)控制轉(zhuǎn)速發(fā)展到今天的應(yīng)用邏輯電路或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。 電機(jī)的發(fā)展史可以追溯到 19 世紀(jì)初，法拉第的電磁試驗(yàn)中建立的電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，接著直流電機(jī)就應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了。 在國外造就市場(chǎng) 占有率已經(jīng)達(dá)到 95 左右， 但是，我國至今對(duì)這一技術(shù)仍存在著不同的看法，甚至帶有某些排斥性的傾向。 LabVIEW軟件是 NI設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心，也是開發(fā)測(cè)量或控制系統(tǒng)的理想選擇。基于傳統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)，往往面臨開發(fā) 周期長，成本高，兼容性和擴(kuò)展性弱的不足，從而也阻礙了電動(dòng)機(jī)自動(dòng)化 系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。而且其編程簡(jiǎn)單、圖形顯示功能強(qiáng)大，并且具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化過程控制、儀器設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。雖然此方法可行，但是由于線路復(fù)雜、制成后不易調(diào)整且編程語言比較復(fù)雜，因此存在一定的局限性。建筑工程上需要占地面積不大 , 成本不高 , 適合場(chǎng)地多變的混凝土攪拌設(shè)備 。山東科技大學(xué) 1 摘要 攪拌設(shè)備使用歷史悠久，應(yīng)用范圍廣。 在目前的建筑市場(chǎng)中 , 因偷工減料 , 導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低 , 不符合設(shè)計(jì)要求的事情屢有發(fā)生。 在電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法是用邏輯電路或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制，這種控制方法為人們提供了不少的幫助。采用虛 擬儀器，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)等方面的限制；②利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活性；③通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時(shí)、直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理，通過用戶界面技術(shù)，真正做到界面友好、人機(jī)交互。 ③ through software technologies and the corresponding numerical algorithms, realtime, directly to the various test data analysis and processing, user interface technology, really friendly interface and humanputer interaction. Programming and its simple, powerful graphics, and is an open, modular, reusable and interchangeable characteristics, have been widely used in process control automation, equipment design and data acquisition, and other fields. KEYWARDS： Rotary speed， labview， data acquisition， motor control 山東科技大學(xué) 4 目錄 摘要 (中文 )?????????????????????? 摘要 (外文 )?????????????????????? ???????????????????????? 課題研究意義 ?????????????????? 課題 研究現(xiàn)狀及特點(diǎn) ??????????????? 課題研究現(xiàn)狀 ?????????????? 課題研究特點(diǎn) ?????????????? 課題研究內(nèi)容 ?????????????? ???? ?????????????????????? 系統(tǒng)流程圖??????????????????? 硬件組成???????????????????? 系統(tǒng)工作原理?????????????????? 總體實(shí)現(xiàn)原理???????????????? 攪拌機(jī)調(diào)速原理???????????? ??? ??????????????????????? 電源模塊????????????????????? PID 控制器???????????????????? FRS500 變頻器?????????????????? 攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)?????????????????? 旋轉(zhuǎn)編碼器???????????????????? 山東科技大學(xué) 5 數(shù)據(jù)采集卡???????????????????? 采集卡接線盒???????????????? ??? 硬件接線圖???????????????????? ????????????????????? 虛擬儀器簡(jiǎn)介?????????????????? 虛擬儀器內(nèi)部功能????????????? 虛擬儀器系統(tǒng)框圖????????????? labview 概述?????????????????? 簡(jiǎn)介?????????????? DAQ（數(shù)據(jù) 采集卡）????????????? labview 的安裝?????????????????? 程序編譯????????????????????? 軟件流程圖????????????????? 程序編譯?????????????????? 5 總結(jié) ??????????????????????? 參考文獻(xiàn) ?????????????????????? 致謝詞 ??????????????????????? 附錄 ???????????????????????? 山東科技大學(xué) 6 1 緒論 課題研究意義 攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速連續(xù)控制， 對(duì)于攪拌過程是非常重要的環(huán)節(jié)，它會(huì)影響混凝土的粘性等一些物化特征，對(duì)于連續(xù)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速的控制， 歸根結(jié)底就是 需要控制電機(jī) ,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速按預(yù)期轉(zhuǎn)速變化。用 LabVIEW開發(fā)的虛擬儀器有著傳統(tǒng)的測(cè)控方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)， LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（ NI）公司研制開發(fā)，類似于 C和 BASIC開發(fā)環(huán)境，但是 LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而 LabVIEW使用的是圖形化編輯語言 G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。 課題研究現(xiàn)狀及特點(diǎn) 山東科技大學(xué) 7 研究現(xiàn)狀 連續(xù)式攪拌工藝和相應(yīng)的攪拌設(shè)備經(jīng)歷了近 30 年的發(fā)展在國外已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)了。 現(xiàn)階段，電機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于生活的各個(gè)方面，連續(xù)攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，其實(shí)就是對(duì)于電機(jī)的控制，這就必須探討一下電機(jī) 的發(fā)展史。 電機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的要求也不在不斷提高。 目前應(yīng)用 LabVIEW控制電機(jī)轉(zhuǎn)速是一門新興發(fā)展的技術(shù)， LabVIEW是應(yīng)用 G語言編制程序的，它可以通山東科技大學(xué) 8 過編制測(cè)試軟件來構(gòu)成儀器。目前較為常用的虛擬儀器系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)， GPIB一起控制系統(tǒng)， VXI儀器系統(tǒng)以及這三著之間的任意組合。該系統(tǒng)控制精度理想， 自動(dòng)化程度高，人機(jī)界面友好 。本章將系統(tǒng)的介紹各硬件的詳細(xì)信息以及針對(duì)本次設(shè)計(jì)的硬件選型。設(shè)置空氣開關(guān)、電源指示燈、電源輸出實(shí)驗(yàn)插座等。不同的控制規(guī)律適 用于不同的生產(chǎn)過程，必須合理選擇相應(yīng)的控制規(guī)律，否則 PID 控制器將達(dá)不到預(yù)期的控制效果。 PID 控制器是一個(gè)在工 業(yè)控制應(yīng)用中常見的 反饋 回路部件。 PID 是以它的三種糾正算法而命名的。 P 只是在控制器的輸出和系統(tǒng)的誤差成比例的時(shí)候成立。C 。C 的時(shí)候輸出 10%，注意在誤差是 0 的時(shí)候，控制器的輸出也是 0。通過加上一個(gè)負(fù)的平均誤差比例值，平均的系統(tǒng)誤差值就會(huì)總是減少。導(dǎo)數(shù)的結(jié)果越大，那么控制系統(tǒng)就對(duì)輸出結(jié)果作出更快速的反應(yīng)。 用更專業(yè)的話來講，一個(gè) PID 控制器可以被稱作一個(gè)在 頻域 系統(tǒng)的 濾波器 。 山東科技大學(xué) 15 FRS500 變頻器 FRS500 變頻器 變頻器（ Variablefrequency Drive， VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通 過改變 電機(jī) 工作電源 頻率 方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備