【正文】 主要技術性能指標：輸入信號： 4～ 20mA(或 0～ 10mA)；輸入通道個數(shù)： 1(分立式為 3 個 )；基本誤差限： 177。保證了就地操作的安全可靠，同時也可以避免因為線 路 短路或操作開關觸頭粘連等事故的出現(xiàn)。 當切換開關在“自動”位置時 ， 這時指示燈紅燈亮，放大器的輸出端子 (9)(10)和 (11)(12)經(jīng)過操作器與執(zhí)行器伺服電機的 (3)(4)(5)和 (8)(9)(10)相連，執(zhí)行器的位置變送器的 (1)和 (2)經(jīng)過操作器內(nèi)部的電 流表 2CB 和電阻 2R 與放大器的 (8)和 (7)相連，調(diào)節(jié)器的輸出 (11)與操作器的 (3)相聯(lián)，放大器的(2)與調(diào)節(jié)器的 (13)相連，由操作器的電流表 1CB 指示出自動信號電流的大小，這時系統(tǒng)工作在自動調(diào)節(jié)狀態(tài)，并可隨時切換到手動而且是無擾切換。 （ 4） 供電電源： 220v(50Hz)。 DFD0500 型電動操作器是 DDZIII 型 電動單元組合儀表中的一個輔助單元。 a、分別調(diào)整 Ic 和 If，使兩輸入信號相等（推薦在輸入信號量程的 20%～ 50%點調(diào)平衡）； b、用數(shù)字式電壓表從伺放電路板上的“調(diào)零”測試孔上測量前置級的輸出電壓Vo 。 主要技術參數(shù) [13] （ 1） 輸入信號 DFC 110 型： 0～ 10mA DC DFC 1100 型： 4～ 20mA DC DFC 1200 型： 4～ 20mA DC (帶斷信號保護 ) （ 2） 輸入電阻 DFC 110 型： 200? DFC 1100 型： 250? DFC 1200 型： 250? （ 3） 死區(qū)可調(diào)節(jié)范圍： 1%～ 3% （ 4） 額定負載電流： 5A（交流有效值） （ 5） 斷信號識別： 2mA， DC（僅對 DFC 1200） （ 6） 工作電源： 220v， 50Hz （ 7） 使用環(huán)境： 溫度： 0～ 50℃ 相對溫度 85% 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 大氣壓力： 86～ 106KPa，周圍空氣中無腐蝕介質(zhì) 工作原理與結構 伺放有輸入隔離級、磁放大器電路、比較放大電路、功率輸出電路、信號斷失判別控制電路、報警觸點輸出電路和狀態(tài)顯示等部分組成。一般來說，贏家廠商在賣出硬件的同時也會提供驅(qū)動程序。分辨率是計數(shù)器所應用的位數(shù)。數(shù)字觸發(fā)使用外部數(shù)字脈沖來同步采集與電壓生成。穩(wěn)定時間通常由電壓上的滿量程變化來規(guī)定。分辨率越高，信號范圍被分割成的區(qū)間數(shù)目越多，應此，能探測到的電壓變量就越小。 通道數(shù) 對于采用單端和差分兩種輸入方式的設備，模擬輸入通道數(shù)可以分為單端輸入通道數(shù)和差分輸入通道數(shù)。 本設計用的是 NI 公司的 PCI6221 采集卡。通常 RTD 和電熱調(diào)節(jié)器測量都是使用 一個電流源來完成的，這個電流源將電阻的變化轉化為一個可測量的電壓。除了切斷接地回路之外，隔離也阻隔了高電壓浪涌以及較高的共模電壓，從而既保護了操作人員也保護了昂貴的測量設備。 信號調(diào)理 從傳感器出來的信號可能會很微弱，或者含有大量噪聲，或者是非線性的等，這種信號在進入采集卡之前必須經(jīng)過信號調(diào)理。當硅杯受壓時，壓阻效應使其上的應變電阻阻值發(fā)生變化，從而使由這些電阻組成的電橋產(chǎn) 生不平衡電壓。在溫度為 50~150℃ 范圍內(nèi)，銅熱電阻與溫度呈線性關系，可用特性方程表示： Rt=R0(1+acut)式中： Rt ， R0 分別為溫度 t℃ 和 t0℃ 時 電阻值； acu為銅電阻的溫度系 數(shù) ， acu=103~103 ℃ 。 數(shù)據(jù)采集（ DAQ）是指從傳感器和其他待測設備等模擬或數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。 對象是硫化罐，對其內(nèi)部的壓力進行控制。 溫 度 P I D 調(diào) 節(jié) 器 控 制 閥 硫 化 罐銅 熱 電 阻 傳 感 器溫 度 給 定溫度測量偏 差溫 度_ 圖 溫度單回路控制系統(tǒng)方塊圖 壓力反饋控制系統(tǒng)也是采用單回路控制系統(tǒng)，其方塊圖如下。進氣閥是一個 電磁閥 (開度閥 )，而排氣閥是 一 個 氣開閥（ 開關閥 ） 。數(shù)據(jù)采集部分是由傳感器、信號調(diào)理模塊 、 DAQ 板卡 和數(shù)據(jù)傳輸總線 組成。 LabVIEW 依附并發(fā)展了模塊 化程序設計的概念，用戶可以把一個應用題目分解為一系列的子任務，每個子任務還可以進一步分解成許多更低一級的子任務，直到把一個復雜的題目分解為許多子任務的組合。在程序前面板上，輸入量被稱為控件 (Controls)模擬了儀器的輸入裝置并把數(shù)據(jù)提供給 VI 的方框圖；輸出量被稱為指內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 示器 (Indicators)則模擬了儀器的輸出裝置并顯示由方框圖獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。而通用的編程軟件需利用組件技術實現(xiàn)軟面板的設計，這使程序設計變得非常麻煩。 LabVIEW 是一個功能比較完整的軟件開發(fā)環(huán)境，但它是為代替常規(guī)的 BASIC和 C 語言而設計的，它具有圖形化編程語言 （ 簡稱 G 語言 Graph Language） 的特點，即用方框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼。軟件為用戶提供了集成開發(fā)環(huán)境、高水平的儀器硬件接口和用戶接口。 虛擬儀器的特點 與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的特點在于： （ 1） 打破了傳統(tǒng)儀器的“萬能”功能概念，將信號的分析、顯示、存儲、打印和其它管理集中交由計算機來處理，充分利用計算機技術，完善了數(shù)據(jù)的傳輸、交換等性能，使得組建系統(tǒng)變得更加靈活、簡單。根據(jù)虛擬儀器的特性，能夠方便的將虛擬儀器組成計算機網(wǎng)絡，利用網(wǎng)絡技術將分散在不同地理位置不同功能的設備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設備、軟件在網(wǎng)絡上得以共享，減少了設備重復投資。 GPIB 測試系統(tǒng)的結構和命令簡單，造價較低，主要市場在臺 式儀器市場。這種方式受 PC 機機箱、總線限制，存在電源功率不足，機箱內(nèi)噪聲電平較高、無屏蔽，插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點。 虛擬儀器技術的實質(zhì) [8]是充分利用最新的計算機技術來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器，它是現(xiàn)代計算機技術、通信技術和測量技術相結合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是未來儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 輪胎截面圖 （ 2） 如何準確確定輪胎的硫化時間。 （ 6） 罐體上、下的溫度差超過輸入的設定溫度時，自動排放罐底冷凝水，保證硫化罐體內(nèi)溫度的平穩(wěn)性、均一性，在排放冷凝水后一分鐘內(nèi)允許有 177。 輪胎硫化的工藝要求 （ 1） 本控制系統(tǒng)可按設定的硫化曲線，對整個硫化過程進行自動控制 ，且各段溫度、時間皆可調(diào)。 第 6 和 7 步可采用單路或雙路。優(yōu)點是，與全蒸汽硫化方式相比，減少了蒸汽耗費，降低了能源消耗，增加了膠囊壽命，提高了合格率。 （ 1） 過熱水硫化。 硫化是制造輪胎的最后工序 ， 硫化質(zhì)量的好壞 ， 直接關系輪胎產(chǎn)品的質(zhì)量和成品合格率。 pressure 、 the gathering of the signal of field temperature amp。 硫化是輪胎生產(chǎn)中影響輪胎質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。 硫化過程受多種因素的影響 ， 其中， 溫度 、壓 力 、 時間被稱為硫化的三要素 。 pressure and the control of temperature amp。自 1839 年美國人 Goodyear 發(fā)現(xiàn)橡膠硫化至今 ， 人們對硫化所用材料和工藝以及硫化機理的研究從未間斷過。首先采用低壓蒸氣使輪胎定型，然后利用高壓過熱水進行硫化，硫化中溫度一般為 170~180 度，內(nèi)壓一般在 ~ 兆帕。 （ 4） 熱氮硫化。 第 8 步的開模壓力一般設置為 。 下圖分別為溫度壓力設定曲線。2℃的誤差。硫化中，外界條件一般存在一定的波動，它對輪胎的硫化效應影響很大。 虛擬儀器的概念 [7]，是美國國家儀器公司 （ National Instruments Corp 以下簡 NI公司 ） 于 1986 年提出的。軟件是虛擬儀器的關鍵，當基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實現(xiàn)不同的功能。但因插卡式儀器價格便宜，因此其用途廣泛，特別適合于工業(yè)測控現(xiàn)場、各種實驗室和教學部門使用。適用于精確度要求高，但對計算機速率要求和總線控制實時性要求不高的場合應用?，F(xiàn)在，有關MCN(Measurement and Control Networks)方面的標準正在積極進行，并取得了一定進展。 （ 2） 強調(diào)“軟件就是儀器”的新概念，軟件在儀器中充當了以往由硬件甚至整機實現(xiàn)的角色，減少了許多隨時間可能漂移、需要定 期校準的分立式模擬硬件，加上標準化總線的使用，使系統(tǒng)的測量精度、測量速度和可重復性都大大提高。正確選擇軟件對程序開發(fā)和設計起著非常重要的作用。 G 語言是一種適合應用于任何編程任務，具有擴展函數(shù)庫的通用編程環(huán)境。因此相比之下，本論文選擇使用 G 語言的圖形化編程軟件 LabVIEW?？丶惋@示是以各種圖標形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開關、按鈕、圖表、圖形等，這使得前面板直觀易懂。首先設計 SubVI 完成每個子任務，然后將之逐步組合成能夠解決最終問題的 VI。傳感器包括溫度傳感器 銅熱電阻傳感器，壓力傳感器 擴散硅式差壓變送器 。 溫度壓力 反饋 控制系統(tǒng)方塊圖 溫度 反饋控制系統(tǒng)采用單回路控制系統(tǒng)，方塊圖如下。其中壓力給定也是由 編寫 程序給定的。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 壓 力 調(diào) 節(jié) 器 控 制 閥 硫 化 罐擴 散 硅 式 差 壓 變 送 器壓 力 給 定壓力測量偏 差壓 力_ 圖 壓力單回路控制系統(tǒng)方塊圖 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第四章 智能溫度壓力 控制 系統(tǒng) 硬件設計 數(shù)據(jù)采集（ DAQ）系統(tǒng) 本設計一共設計九個采集點。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結合基于計算機的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。 銅熱電阻的優(yōu)點是：一， 輸出 輸入特性近似線性；二， 工藝性好，價格便宜。硅杯兩面浸在硅油中，硅油和被測介質(zhì)之間用金屬隔離膜片分開。信號調(diào)理的方法主要包括放大、衰減、隔離、多路復用、濾波、激勵和數(shù)字信號調(diào)理等。 （ 4）多路復用 通過多路復用技術，一個測量系統(tǒng)可以不 間斷地將多路信號傳輸至一個單一的數(shù)字化儀，從而提供了一種節(jié)省成本的方式來極大地擴大系統(tǒng)通道數(shù)量。應變計是一種超低電阻的設備，通常利用一個電壓激勵源來用于惠斯登電橋配置。 本設計所用的是 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡，如下圖。在單端輸入中，輸入信號均以共同的地線為基準。 輸入范圍 輸入范圍是 ADC 可以量化的最小和最大值的電壓。 轉換速率 轉換速率是指數(shù)模轉換器所產(chǎn)生的輸出信號的最大變化速率。模擬觸發(fā)主要用于模擬輸入操作，當一個輸入信號達到一個指定的模擬電壓值時，根據(jù)相應的變化方向來啟動或停止數(shù)據(jù)采集的操作。簡單的說，越高的分辨率意味著計數(shù)器可以計數(shù)的位數(shù)越高。 上層應用程序用來完成數(shù)據(jù)的分析、存儲和顯示等。 伺放的輸入信號一般有兩路，一路為控制信號 Ic， 由 調(diào)節(jié)器或其他控制器提供，另一路為位置反饋信號 If， 由 電動執(zhí)行機構的位置發(fā)送器提供。 c、調(diào)整調(diào)零電位器 Rs，使 Vo 的值為數(shù)毫伏即可。DFD05 或 DFD0500 適用于 DDZII、 DDZIII 型變送器和調(diào)節(jié)器與電動執(zhí)行器組成的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，應用 DFD0 DFD0500 可以使執(zhí)行機構工作在自動調(diào)節(jié)、手動控制和就地操作三種工作狀態(tài)。 （ 5） 能對系統(tǒng)實現(xiàn)手動、自動無干擾切換。當切換開關在手動位置時，這時指示燈綠燈亮。提高了內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 運行的可靠性，這時仍然由 1CB 指示出調(diào)節(jié)器輸出電流，由 2CB 指示出位置反饋電流。2 5％ ；電源電壓： 220vAC+10％ (15％ ) 50Hz； 工 作環(huán)境：溫度：整體式 10～ +55℃ ，分立式 25～ +70℃ ；濕度 ： =85％ 周圍空氣中不含腐蝕性質(zhì)。 DKZ 系列直行程電動執(zhí)行機構配上各種電動操作器，可完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的“手動” 到“自動”的無干擾自動切換及被調(diào)節(jié)對象的遠方手動操作。 當切換開關在中間位置時，這時執(zhí)行器的伺服電機斷電。自動”到“就地”到“手動”三種狀態(tài)的切換 。 （ 3） 反饋回路電阻： 200?。 手操器 DFD0500 DFD05 型電動操作器是 DDZII 型電動單元組合儀表中的一個輔助單元。調(diào)試接線方法如下圖： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 伺放效驗接線圖 調(diào)試步驟如下： （ 1） 調(diào)試平衡（即調(diào)零）出廠時已調(diào)好，一般無需調(diào)整 。伺放還設有狀態(tài)指示，便于觀察和調(diào)試。驅(qū)動程序隱藏了復雜的硬件底層編程細節(jié)，為用戶提供容易理解的接口。 應用一個計數(shù)器 /計時器時最重要的指標是分辨率和時鐘頻率。 （ 3）觸發(fā)采集 許多數(shù)據(jù)采集的應用過程需要基于一個外部事件來啟動或停止一個數(shù)據(jù)采集的工作。 穩(wěn)定時間 穩(wěn)定時間是指輸出達到規(guī)定精度時所需要的時間。 分辨率 模數(shù)轉換器用來表示模擬信號的位數(shù)既是分辨率。 （ 1）模擬輸入 簡稱模入，模入主要考慮的基本參數(shù)包括