配料是指在生产过程中，把某些原料按一定比例混合。配料工序是许多工业生产中必不可少的环节，在化工、饲料生产、碳素等领域应用尤为广泛。人工配料需要较多的劳动力，从而引起人工工资过多，产品成本上升，同时产品品质与配料精度有着很大的关系，人工配料很难保证各原料之间的高精度配合，所以，现代大多公司均采用利用微机进行自动配料，以有效提高生产的质量和效率，真正实现工业生产智能化。

国外现在已基本实现配料生产自动化控制。文献[1]介绍了随着计算机技术和微电子技术的发展，国外的自动配料控制系统的发展基本经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中控制等几个阶段：

第一阶段，各个设备之间互不联系，设备体积庞大，只能由现场操作人员操作设备进行配料，并且需要手工记录配料数据，产品的质量取决于操作人员的熟练程度；第二阶段，随着电子管、晶体管技术的飞速发展，逐渐出现了各种小型化的微机配料电动单元组合仪表，根据生产工艺要求，通过各种复杂电路，这些单元可组成不同复杂程度的自动检测系统和自动调节系统；第三阶段，随着大规模集成芯片技术的成熟，单片机配料系统应运而生。该系统较电气控制系统，电路更为简单，而且大大满足用户实用性的要求，所以在国外一些中小企业该系统依旧占主导地位；随着计算机的广泛应用，配料系统也进入了第四阶段，利用工业控制计算机即工控机集中控制配料的方法开始出现。

国内由于配料自动控制系统起步较晚，导致其跨过第二阶段，直接进入了第三四阶段。近年来，我国经济飞速发展，计算机技术不断提高，基于IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）的工控机应用也随之发展，并迅速扩大。例如在水泥行业， 我国许多水泥生产线的配料均采用了工控机控制系统。如琉璃河、邯郸等水泥厂采用BAILEY公司的N-90系统；北京、葛洲坝等水泥厂则采用ABB公司的MASTER系统。在化肥行业，文献[2]也介绍了一种以 S7-200 PLC为核心的化肥生产原料自动配料称重控制系统。

虽然我国配料控制系统已经在飞速发展，但在总体上，我国的配料控制系统相较于国外依旧存在技术落后、缺少核心技术等问题,而且，配料系统可以应用于许多行业，如制药业、水泥业、饲料业等等，因此对配料自动控制系统的研究势在必行。同时，在研究配料控制系统的过程中，对于PLC、LabVIEW以及自动控制的相关知识也会有逐渐深入的了解，对其他行业也会有所帮助。

2. 研究的基本内容与方案

该系统要求能够利用计算机控制用户所需的不同比例的两种原料进入反应釜进行加热、搅拌等操作，同时能够在计算机上实时监测到原料水位，进料时流量，反应釜水位、温度，以及运送过程中的管路压力。

文献[6]中介绍了可编程控制器是一种可实现逻辑运算、顺序控制、定时和计数等功能的可编程的存储器，也是一种可利用数字或模拟式输入/输出端以实现控制各类生产过程。因此，本系统选用LabVIEW作为上位机，实现对现场配料环境的监测，PLC作为下位机，利用多个输入输出点对配料过程进行控制。

1.基于LabVIEW的监控管理：首先根据设计要求设计前面板，将程序以图形化的界面直观地展现给用户，根据设计要求在函数功能模块中选择合适的函数及节点，并将函数及节点依照一定的顺序连接端口，由此形成一个完整的程序设计。上位机首先通过LabVIEW交互界面将配料所要求的各相关参数传输给现场控制系统，并且通过NI采集卡实时监测配料现场的流量、温度、水位等物理量。

2.基于PLC的现场控制：首先根据现场控制需要的输入/输出点数分配PLC的I/O地址，然后再编写PLC程序。本次设计采用S7-200系列PLC作为控制器，因其结构紧凑，扩展性良好、指令功能强大以及价格低廉，完全能够满足系统要求。本系统利用PLC对整个配料装置进行控制，程序流程图见附件。

3.软硬件结合：本课题主要使用实验设备示意图见附件。