基于LabVIEW的挤塑机温度测控系统的应用研究

论文摘要

温度是表征物体冷热程度的物理量,它与人类生活和科学研究密切相关,在生产过程和科学研究中几乎没有不要求温度检测的。在工农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制始终占据着重要地位。挤塑温度,尤其是发泡料的挤出温度,是皮泡皮绝缘单线挤出工艺中最重要的工艺参数,挤出温度和挤出制品的质量有着密切的关系。因此,对挤塑温度的测控就具有十分重要的意义。本文提出了采用下位机现场监控、RS232串行通信、上位机集中管理的挤塑机温度测控系统的设计。该系统将现代化的微机测控技术和传统的温度测试理论相结合,采用LabVIEW图形化编程语言,模块化方法设计开发,增强了软件的可靠性、稳定性。该测控系统通过对温度数据的采集与处理、数据库管理和报表生成等功能子模块实现了温度的实时显示、分析、存储等功能。上位机的波形实时显示模块相当于一个虚拟的数字示波器。该模块采用LabVIEW语言编写,设计出操作简单、可靠性高、可维护性好、具有交互式的图形界面的测试监控系统。该系统主要功能如下:(1)进行程序控制;(2)监视测试过程;(3)记录、整理并分析测试结果;(4)在测试过程中,通过控制台界面显示测试信息,了解系统运行状态。经实验验证,基于虚拟仪器技术的温度测控系统满足了所要求的各种性能指标,该系统为其它测控系统的开发提供了应用方案,在工程中可以直接使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 虚拟仪器与LabVIEW
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 挤塑温度检测系统的建立
• 2.1 硬件部分温度检测的设计思想
• 2.2 硬件部分温度检测的设计方法
• 2.2.1 热电偶冷端温度的处置
• 2.2.2 A/D 转换
• 2.2.3 A/D 转换程序
• 2.2.4 AT89C51 单片机简介
• 2.2.5 整个硬件部分与上位机的接口图
• 2.3 软件部分温度检测的设计思想
• 2.4 软件部分温度检测的设计方法
• 2.4.1 标度变换
• 2.4.2 数据采集子程序（SubVI）设计
• 2.5 小结
• 3 温度控制系统的建立
• 3.1 温度控制系统的原理
• 3.2 基于虚拟仪器的测量控制系统
• 3.3 系统的闭环控制实现过程
• 3.4 PID 算式的确定
• 3.4.1 位置式PID 控制算式
• 3.4.2 增量式PID 控制算式
• 3.4.3 程序设计
• 3.5 小结
• 4 基于LabVIEW 的温度数据处理
• 4.1 温度数据的显示
• 4.2 温度的平均值计算
• 4.3 温度的条形图表统计
• 4.4 温度报警系统的建立
• 4.5 整个温度测控系统的演示
• 4.6 小结
• 5 串口通讯
• 5.1 RS-232 简介
• 5.2 RS-232 针脚的意义及方向
• 5.3 LabVIEW 中串口的使用
• 5.3.1 串行通讯
• 5.3.2 使用 LabVIEW 实现数据收发的程序
• 5.4 小结
• 6 温度数据在LabVIEW 中的处理与实验结果
• 6.1 测控系统的软件结构
• 6.2 低通滤波方法
• 6.2.1 在LabVIEW 中调用Matlab 的方法
• 6.2.2 温度数据的滤波处理
• 6.3 实验结果分析
• 6.3.1 温度的实时显示
• 6.3.2 温度的条形图表统计
• 6.3.3 PID 调节器各个参数对系统性能的影响
• 6.4 小结
• 7 温度数据的数据库管理与报表生成
• 7.1 LabVIEW 访问数据库的几种方法
• 7.2 数据库访问的工具包LabSQL 简介
• 7.3 LabVIEW 中对LabSQL 的使用
• 7.3.1 LabSQL 的配置
• 7.3.2 LabSQL VIs 分类
• 7.3.3 利用LabSQL 开发的基本步骤
• 7.3.4 LabSQL 在温度测控系统中的应用
• 7.4 实验数据信息的报表生成
• 7.4.1 报表生成的主要方法
• 7.4.2 实验数据报表生成
• 7.5 小结
• 8 结论
• 8.1 结论
• 8.2 需改进的地方
• 致谢
• 参考文献
• 附录