基于NI cRIO平台的生丝电子实时检测系统的开发

论文摘要

论文对近些年来国内外各种生丝电子检验的研究进行了分析及比较,并结合本实验室目前现有的技术手段及相关硬件设施,研发了一套生丝清洁、洁净和匀度多绪实时检测系统。系统硬件由改进后的SD-1生丝纤度仪,NI cRIO采集系统平台（内嵌的具有μs级时间控制特性的FPGA芯片及9004实时控制器）,辅助的络丝机等组成。软件由NI公司配套的可视化LabVIEW编程软件及其子工具包编写。该系统通过生丝纤度仪将生丝的粗细（直径的大小）转换为模拟电压信号,然后由NI cRIO采集系统对信号进行连续动态采集并实时地做出运算处理,可对络丝机上的六绪中某一绪单独进行检测或几绪同时进行检测,并对检测中出现的断丝实现实时停机报警,检测结果匀度CV值大小及颣节数目可存储于cRIO中,最终可通过网线下载至PC机上,Pc机上建立有生丝电子检测数据库管理系统,可对检测结果进行查询、生成检测报表及打印。论文通过对目前常用的20/22规格的不同等级的生丝进行了多次测试实验,结果表明该系统的稳定性和抗干扰能力较好,另外通过与NI 6024E数据采集卡检测结果对比,也验证了本系统检测结果的准确性。该系统的推广应用将会提高生丝清洁、洁净和匀度指标的检测效率和准确度,具有较高的使用价值。同时论文的研究将有助于推动生丝电子检测设备国产化的进程。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 传统生丝检验概述
• 1.1.1 黑板检验简介
• 1.1.2 匀度检验
• 1.1.3 清洁检验
• 1.1.4 洁净检验
• 1.2 生丝电子检验概述
• 1.2.1 国外生丝电子检验研究情况
• 1.2.2 国内生丝电子检验研究情况
• 1.3 论文研究意义和内容
• 第二章 系统工作原理
• 2.1 在线实时检测处理部分工作原理
• 2.1.1 测量部分工作原理
• 2.1.2 控制部分工作原理
• 2.2 PC 数据管理部分
• 第三章 系统硬件组成及电路设计
• 3.1 系统电源模块电路设计及硬件选用
• 3.1.1 断路器
• 3.1.2 开关电源
• 3.2 络丝机
• 3.3 NI Compact RIO
• 3.3.1 实时控制器（Real-Time Controller, RT）
• 3.3.2 可重新配置的机箱
• 3.3.3 FPGA
• 3.3.4 I/O 模块
• 3.3.5 本系统选用的Compact RIO 系统
• 3.4 触发采集和停止信号和检测指示灯电路设计及硬件选用
• 3.4.1 NI 9401
• 3.4.2 绿色检测指示灯
• 3.4.3 DC12V 双刀单掷带锁开关按钮
• 3.5 生丝纤度电压信号采集模块电路设计及硬件选用
• 3.5.1 NI 9205
• 3.5.2 生丝纤度传感器
• 3.6 断丝报警模块电路设计及硬件选用
• 3.6.1 继电器简介
• 3.6.2 继电器的种类及其工作原理简介
• 3.6.3 本系统选用的继电器
• 3.6.4 断丝报警模块电路接线图
• 3.7 生丝电子实时检测系统实物图
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 LabVIEW 简介
• 4.1.1 LabVIEW 与文本编程语言的区别
• 4.1.2 G 语言
• 4.1.3 LabVIEW 的应用领域
• 4.2 生丝电子实时检测系统软件设计
• 4.2.1 生丝电子实时检测系统检测的内容
• 4.2.2 生丝电子实时检测系统检测程序编写的原理依据
• 4.2.3 cRIO 程序开发流程
• 4.2.4 生丝电子实时检测系统检测结果管理系统
• 第五章 系统性能和检测结果分析
• 5.1 系统的稳定性和准确性分析
• 5.2 系统检测结果分析
• 5.2.1 对比试验
• 5.2.2 实测试验
• 第六章 结论
• 6.1 本论文的主要贡献及创新之处
• 6.2 本论文的不足之处以及进一步研究方向
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢