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基于普通數(shù)據(jù)采集卡的虛擬遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2011-06-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:為了降低的成本和提高LabVIEW的通用性,提出了采用普通來構(gòu)建,可完成溫度測(cè)控、數(shù)據(jù)存取、曲線打印、錯(cuò)誤事件處理和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信等功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本有比較好的測(cè)試和控制效果,并可方便進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)控,實(shí)現(xiàn)了LabVIEW與普通的完美結(jié)合,比傳統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)有更好的靈活性和開放性。
關(guān)鍵詞:普通;LabVIEW;遠(yuǎn)程測(cè)控

自20世紀(jì)90年代以來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,儀器技術(shù)在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)測(cè)試和測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,促進(jìn)和推動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。從定義上看,儀器似乎只是新一代的測(cè)量?jī)x器。然而虛擬儀器所具有的諸多特點(diǎn)使其早已突破測(cè)試領(lǐng)域的范圍,在控制領(lǐng)域也得到越來越廣泛的使用。目前,虛擬儀器在國外的應(yīng)用已經(jīng)非常普及,在控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多,在國內(nèi)已有很多院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器系統(tǒng),清華大學(xué)汽車系利用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng),用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的出廠檢驗(yàn)。
LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡(jiǎn)稱,是美國國家儀器公司(NATIONAL INSTRUMENT,簡(jiǎn)稱NI)的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品,是目前最流行的虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)。然而LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序庫中提供的驅(qū)動(dòng)程序均是面向NI公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集卡(DAQ data acquisition board)的。對(duì)于非NI公司的板卡,由于“Measurement&Automation”軟件不可識(shí)別,所以LabVIEW環(huán)境下不能直接對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而NI公司生產(chǎn)的板卡價(jià)位較高,對(duì)于國內(nèi)大多數(shù)用戶來說難以接受。本文利用調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫機(jī)制在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)了對(duì)通用板卡UA201D的驅(qū)動(dòng),解決了LabVIEW與國內(nèi)普通數(shù)據(jù)采集卡的尷尬局面。完成了在LabVIEW環(huán)境下利用普通數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的采集、調(diào)理,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量和控制,測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)和讀取,并能在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布。

1 系統(tǒng)構(gòu)建方案
根據(jù)采用總線的不同及其相應(yīng)的I/O接口硬件設(shè)備,虛擬儀器的構(gòu)成方式主要有5種類型:PC-DAQ系統(tǒng)、GPIB(General Purpose Inter-face Bus)系統(tǒng)、VXI (VME Bus Extensions for Instrumentations)系統(tǒng)、PXI (PCI Bus Extensions for Instrumentation)系統(tǒng)和串口系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用了PC-DAQ方式,它是以數(shù)據(jù)采集板、信號(hào)調(diào)理電路及計(jì)算機(jī)為儀器平臺(tái)組成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)。
本系統(tǒng)由溫度測(cè)量電路、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和溫度控制電路組成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194873.htm

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電阻爐是熱加工設(shè)備,其溫度為被控對(duì)象;溫度傳感器采用Pt100鉑熱電阻,用來測(cè)定電阻爐的溫度,測(cè)溫范圍設(shè)置為0~200℃;信號(hào)調(diào)理模塊將熱電阻輸出的微小電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)采集卡可識(shí)別的0~+5V的信號(hào);數(shù)據(jù)采集卡采用北京優(yōu)采公司生產(chǎn)的PCI總線數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品UA201D,有效的將外部硬件設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連;雙向晶閘管是執(zhí)行器件。爐溫由熱電阻測(cè)量,熱電阻輸出的電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊放大、濾波后,再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)爐內(nèi)實(shí)際溫度和系統(tǒng)的給定溫度求出偏差,再利用PID控制算法求出系統(tǒng)的輸出控制信號(hào),并將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制后端電路工作的高低電平,通過數(shù)據(jù)采集卡輸出給外部雙向晶閘管,改變輸入給電阻爐的功率,從而改變爐內(nèi)的溫度,最終達(dá)到控制溫度的作用。


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