【正文】 執(zhí)行部分接線圖 下圖為伺服放大器、手操器及電動執(zhí)行機構(gòu)之間的接線圖。 操作器采用面板安裝式結(jié)構(gòu)，是靠安裝支架將儀表固定在操作盤上，有 “ 手動 ” 和“ 自動 ” 工作狀態(tài)的指示燈， “ 手動 ” 、 “ 自動 ” 和 “ 就地 ” 三種工作狀態(tài)的切換 開關(guān)旋鈕和手動操作開關(guān)的按鈕，位置反饋電流及調(diào)節(jié)器輸出電流指示的雙針電流表表盤，其下表針指示位置反饋電流，上表針指示調(diào)節(jié)器輸出電流。 執(zhí)行器的伺服電機端子 (3)(4)(5)和 (8)(9)(10)分別通過操作器內(nèi)的操作開關(guān) (1K)和內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 34 (2K)與電源相連。 （ 6）工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭額定電壓 220V電流 5A。與 PID 調(diào)節(jié)器或 PI 調(diào)節(jié)器配合使用，可實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由 “ 手動 ” 到 “ 自內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 動 ” 或由 “ 自動 ’ 到 “ 手動 ” 的無干擾切換。 （ 2）調(diào)死區(qū) a、保持調(diào)平衡時的 If 不變，改變 Ic，使 Ic 增加（或減少） ～ 。伺放的輸出也有兩路，可分別控制伺服電動機正轉(zhuǎn) 或反轉(zhuǎn)。 隨后通過采集卡采集到所需信號，并在 PC 機上進行分析處理，從而得到我們所需的溫度之后再通過采集卡對加熱設(shè)備發(fā)送控制信號，來達到對被測對象的實時測溫與控制的目的。 4） A/D 轉(zhuǎn)換器。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 4） I/O 通道數(shù) 該參數(shù)表明了數(shù)據(jù)采集卡所能夠采集的最多的信號路數(shù)。根據(jù)奈奎斯特理論采樣頻率至少是原信號的兩倍，但實際中，一般都需要 5～ 10 倍。 RTD 噪聲的考慮 RTD 的輸出信號的典型值為毫伏量級，因而極易受到噪聲的干擾。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(zhuǎn)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(shè)備。 信號調(diào)理模塊 信號 調(diào)理的方法 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(dāng)硅杯受壓時，壓阻效應(yīng)使其上的應(yīng)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。 Pt100 溫度傳感器的主要參數(shù) Pt100溫度傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下： 測量范圍： 200℃ ～ +850℃ ； 允許偏差值 △℃ ： A級 177。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 第四章 硬件 設(shè)計 圖 41 溫度、壓力控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 圖為溫度壓力控制硬件結(jié)構(gòu)圖，在本章將詳細的介紹。 本設(shè)計 前面板 才 用選項卡結(jié)構(gòu)，包括 六 部分：溫度壓力設(shè)定部分 ， 熱電阻及調(diào)理模塊 部分 ，溫度壓力采集 部分 ，溫度壓力控制部分，曲線回放部分和系統(tǒng)說明部分 。其中壓力給定也是由編寫程序給定的。 溫度反饋控制系統(tǒng)采用單回路控制系統(tǒng)， 方塊圖如下。 DAQ 板卡是選用 NI 公司的 PCI6221 數(shù)據(jù) 采集卡。 USB 接口被廣泛應(yīng)用，也使得工程師可以很方便的將基于 USB 的測量儀器連接到整個系統(tǒng)中。經(jīng)過多年的發(fā)展， VXI 系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢，適用于組 建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合，但 VXI 總線要求有專用機箱、零槽管理器及嵌入式控制器造內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 價比較高。 （ 3） GPIB 總線方式的 VI GPIB(General Purpose Interface Bus)技術(shù)是 IEEE488 標(biāo)準(zhǔn)的 VI 早期的發(fā)展階段。 虛擬儀器的構(gòu)成 虛擬儀器從構(gòu)成 [8]要素上講，由計算機、應(yīng)用軟件和儀器硬件等構(gòu)成；從構(gòu)成方式上講，則由以 DAQ 板卡和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的 PCDAQ 測試系統(tǒng)，或以GPIB， VXI， Serial 和 Field bus 等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器為硬件組成的 GPIB 系統(tǒng)、 VXI 系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。 LabvlEw 環(huán)境下溫度測控系統(tǒng)的深入研究與實現(xiàn) (2)擴展性強 Nl 的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再受硬件儀器的限制。源代碼庫函數(shù)為用戶構(gòu)造自己的虛擬儀器（ VI）系統(tǒng)提供了基本的軟件模塊。虛擬儀器，它既具有傳統(tǒng)儀器的功能，又有別于其他傳統(tǒng)儀器，它能夠充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有計算機的先進技術(shù)，使儀器的測試和測量及自動化工業(yè)系統(tǒng)的測試和監(jiān)控變得異常方便和快捷。 對于問題（ 2），需將固定周期修改為可變周期，每個輪胎的硫化時間需根據(jù)外界條件的波動而動態(tài)確定。由于橡膠是熱的不良導(dǎo)體，硫化中，靠近熱源的輪胎表面溫度變化較快，而內(nèi)部溫度變化較慢，造成了輪胎內(nèi)外硫化程度的不均勻。 全蒸汽硫化一般有兩種方式：高溫蒸汽進加熱排或高溫蒸汽進，然后主排，再抽真空；高溫蒸汽進加熱排，然后低壓蒸汽進，再主排 、抽真空。硫化工藝過程取決硫化介質(zhì)，而硫化介質(zhì)的選取必須綜合考慮兩個方面的因素，一是對輪胎各項物理機械性能的保證，如抓著力、耐久性能和外觀質(zhì)量等；二是要求能在生產(chǎn)過程中降低成本，提高生產(chǎn)效率，減少能耗和 環(huán)境污染。優(yōu)點是，時間短，硫化效率高，飽和蒸汽使硫化中能耗降低，削減了設(shè)備投資；缺點是，對輪胎生產(chǎn)中其它工序的設(shè)備和裝置有嚴(yán)格的要求，硫化中，內(nèi)壓偏低，容易造成局部壓力不足。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 6 輪胎硫化的方式 、方法 及步驟 輪胎 硫化的方式 硫化工藝過程根據(jù)硫化介質(zhì)的不同而有明顯的區(qū)別，硫化介質(zhì)主要給硫化過程提供溫度和壓力，硫化中，內(nèi)溫和外溫通常不為同一熱源，外溫介質(zhì)一般 為蒸汽，內(nèi)溫介質(zhì)一般分為“過熱水”、“高溫蒸汽”、“蒸汽 /氮氣”和“熱氮”四種。 圖 溫度控制曲線 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 圖 壓力控制曲線 （ 2）當(dāng) 溫度達不到要求時，根據(jù)公式自動計算等效硫化時間，自動進行等效硫化。最終通過計算機輸出的控制信號去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)來控制閥門的開度，進而實現(xiàn)現(xiàn)場溫度的控制。 題 目： 基于虛擬儀器的輪胎硫化溫度、壓力控制系統(tǒng)設(shè)計測量控制部分軟硬件設(shè)計 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） I 基于虛擬儀器的輪胎硫化溫度、壓力控制系統(tǒng)設(shè)計 測量控制部分軟硬件設(shè)計 摘 要 本設(shè)計是基于 LabVIEW 設(shè)計的輪胎硫化的溫度 、壓力 控制系統(tǒng) ， 采用了現(xiàn)在國際上比較先進的技術(shù) 虛擬儀器。 關(guān)鍵詞： 輪胎硫化；數(shù)據(jù)采集； PID 控制； LabVIEW 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） II The tire curing temperature, pressure control system design part based on the Virtual Instrument measurement hardware and software control design Abstract This design is based on temperature, pressure control systems of tire curing which is designed by LabVIEW ,this design has used the present internationally quite advanced technologyVirtual Instrument. Virtual instrument is through the application of the process to bine with puter, software modules and instrument hardware, the user can, through a friendly graphical interface (the front panel) to operate this puter as defined in the operation of their own design of a personal the same apparatus in order to plete the test signal collection, analysis, display, data storage and so on. This paper introduces the tire curing process, mainly on the control method and its implementation of a tire curing control system. Sulfuration is An important link of impact of Tire Quality on the production of tire Curing process is affected by many factors, including temperature, pressure, time were named the three elements of vulcanization. In the three elements of tire curing, control temperature is more plicated , so in the tire curing control system, it has bee a key control system. The control system, including temperature and pressure settings for a given signal, onsite temperature and pressure of the collected signal and the regulation of temperature and pressure and so on. The ultimate control of the puter output signal to drive the implementation of institutions to control the opening of the valve, and proceed to realize the temperature control at the scene. Key words: Tire curing。等效硫化公式（其中硫化溫度系數(shù)可調(diào)）如下： τ1/τ2=K (t2t1)/10 τ1－溫度為 t1 的硫化時間 τ2－溫度為 t2 的硫化時間 K－硫化溫度系數(shù)（該系數(shù)根據(jù)產(chǎn)品不同 為可變值） （ 3） 溫度控制精度為 177。國內(nèi)輪胎廠家一般采用“過熱水”和“蒸汽”作為內(nèi)溫介質(zhì)。 （ 3）蒸汽 /氮氣硫化。 輪胎硫化的方法 傳統(tǒng)控制方法：傳統(tǒng)控制硫化過程的方法是定時控制，這種方法是假定橡膠硫化的過程中模柜內(nèi)溫度和壓力保持恒定，但是由于鍋爐蒸汽壓力波動以及蒸汽在管道中傳輸溫度遞減等因素的影響，硫化溫度很不穩(wěn)定。其中熱排是為了把膠囊中的冷凝水排出。同時，輪胎內(nèi)部各部分的組成材料是不同的，圖 為輪胎的截面圖。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 10 第二章 LabVIEW的 簡介 虛擬儀器的產(chǎn)生 微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測試?yán)碚?、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)突破的傳統(tǒng)儀器的概念，電子測 量儀器的功能和作用已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。 虛擬儀器的概況 所謂虛擬儀器，就是在通用的計算機平臺上定義和設(shè)計等同常規(guī)儀器的各種功能，用戶操作計算機的同時就是在使用一臺專門的電子儀器。由于 VI 的模塊化、開放性和靈活性，以及軟件是關(guān)鍵的特點，當(dāng)用戶的 測試要求變化時可以方便地由用戶自己來增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測試要求。這些都得益于 Nl軟件的靈活性，我們要做的只是更新計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進自己的系統(tǒng)。虛擬儀器的構(gòu)成如圖 所示。它的出現(xiàn)使電子測量由獨立的單臺手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展。 （ 5） PXI 總線方式的 VI PXI 總線是 PCI eXtension for Instrumentation 的縮寫，是 PCI 在 VI 領(lǐng)域的擴展。但是 USB 在儀器控制方面亦有一些缺點，比如 USB 的傳輸線沒有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，在惡劣的環(huán)境下，可能造成數(shù)據(jù)的丟失；此外， USB 對傳輸線的距離也有一定的限制。執(zhí)行部分是由伺服放大器、電動伺服 操 作 器 （手操器） 和電動執(zhí)行機構(gòu)組成。其中溫度 PID 調(diào)節(jié)器是由溫度 PID 控制 子程序?qū)崿F(xiàn)的。壓力調(diào)節(jié)器同樣由壓力調(diào)節(jié)子程序?qū)崿F(xiàn)。程序框圖見附錄 A。 傳感器和變送器 選擇 測溫原理 熱電阻的測溫是利用固體材料的電阻隨溫度而變化的原理測量溫度，如鉑電阻、銅電阻