【正文】 220v(50Hz)。 DFD0500型電動(dòng)操作器是 DDZIII型電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)輔助單元。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 32 a、分別調(diào)整 Ic 和 If，使兩輸入信號(hào)相等（推薦在輸入信號(hào)量程的 20%～ 50%點(diǎn)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(cè)試孔上測(cè)量前置級(jí)的輸出電壓 Vo 。 工作原理與結(jié)構(gòu) 伺放有輸入隔離級(jí)、磁放大器電路、比較放大電路、功率輸出電路、信號(hào)斷失判別控制電路、報(bào)警觸點(diǎn)輸出電路和狀態(tài)顯示等部分組成。 整個(gè)系統(tǒng)從被測(cè)對(duì)象開(kāi)始，通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 29 的信號(hào)出來(lái)，比如 SCCRTD01 熱電阻調(diào)理模塊，將信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，然后用軟件進(jìn)行處理。 3）采樣保持器。因而，數(shù)字信號(hào)不能真實(shí)地反映原始信號(hào)，因?yàn)橐徊糠中畔⒈宦┑袅?。所以在選擇數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，首先必須對(duì)數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)有所了解。 NI SCCRTD01 的每一通道都帶有一個(gè)增益為 25 的放 大器和一個(gè) 30 Hz 低通濾波器。 （ 6）激勵(lì) 激勵(lì)對(duì)于一般轉(zhuǎn)換器是必需的。這種形式的信號(hào)調(diào)理降低了輸入信號(hào)的幅度，從而經(jīng)調(diào)理的信號(hào)處于 ADC范圍之內(nèi)。%； 電 源電壓： ； 負(fù)載電阻： 0～ 6000?； 環(huán)境 濕 度： 40～ +90℃ ；相對(duì)溫度： 0～ 95%； 阻尼特性：時(shí)間常數(shù)在 ～ 18 之間；外形尺 寸： 233mm231mml48mm。它采用硅杯壓阻傳感器為敏感元件，同樣具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線性化和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，精度也較高。鉑熱電阻與溫度關(guān)系為： （ 1） 200t0℃℃ 時(shí)， RPt100=100[1+At+B*t2+C*t3(t100)] 被 測(cè) 對(duì) 象 溫度傳感器 調(diào)理模塊 數(shù) 據(jù)采集卡NI6221 工 業(yè) PC 變送器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 差壓變送器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 23 （ 2） 0≤t≤650℃ 時(shí)， RPt100=100*(1+At+B*t2) 式中， A=； B=； C=。此面板功能包括：溫度給定和 PID 控制輸出同步顯示， PID 參數(shù)調(diào)節(jié)和 出氣閥狀態(tài)顯示 。 壓 力 調(diào) 節(jié) 器 控 制 閥 硫 化 罐擴(kuò) 散 硅 式 差 壓 變 送 器壓 力 給 定壓力測(cè)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 18 LabVIEW 的總面板及程序設(shè)計(jì) 在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，只能實(shí)現(xiàn)了一個(gè)溫度控制系統(tǒng)。溫度給定也是由程序給定。各個(gè)子程序的正確連接就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度壓力的調(diào)節(jié)，起到調(diào)節(jié)器的作用。傳感器 PT100熱電阻傳感器感器 和 擴(kuò)散硅式差壓變送器。由此可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器將具有廣泛的應(yīng)用前景。 （ 4） VXI 總線方式的 VI VXI 總線是 VMEbus eXtension for Instrumentation 的縮寫(xiě)，是高速計(jì)算機(jī)總線 VME在 VI 領(lǐng)域的擴(kuò)展，有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的 RFI/EMI 屏蔽。 （ 2）并行口式的 VI 最新發(fā)展的可連接到計(jì)算機(jī)并行口的測(cè)試裝置，其硬件集成在一個(gè)采集盒里或探頭上，軟件裝在計(jì)算機(jī)上，可以完成各種 VI 功能。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。 LabVIEW 的優(yōu)勢(shì) 和常規(guī)儀器技術(shù)相比， Nl 虛擬儀器技術(shù)有四大優(yōu)勢(shì) (1)性能高 虛擬儀器技術(shù)是在 PC 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以完全繼承了以現(xiàn)成即用的 PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件 FO，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析 。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點(diǎn)之一，有了這一點(diǎn)，儀器的開(kāi)發(fā)和換代時(shí)間將大大縮短。 NI 公司同時(shí)也提出了“軟件即儀器”的概念，打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無(wú)法改變的局面。常規(guī)硫化時(shí)間采用固定周期法，不考慮硫化過(guò)程邊界條件的波動(dòng)情況，每個(gè)輪胎的硫化周期都是同一設(shè)定值，硫化時(shí)間整定按系統(tǒng)參數(shù)變化最壞的情況進(jìn)行，采取“寧過(guò)勿欠”的方針，這必然導(dǎo)致多數(shù)情況下輪胎過(guò)硫，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和硫化效率。 硫化過(guò)程的主要問(wèn)題 目前，輪胎生產(chǎn)的硫化過(guò)程面臨著兩個(gè)主要問(wèn)題。 第 6 和 7 步可采用單路或雙路。目前，后兩種硫化方式較前兩種有明顯的優(yōu)勢(shì)和更廣闊市場(chǎng)前景。 （ 2）高溫蒸汽硫化。 （ 6） 罐體上、下的溫度差超過(guò)輸入的設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)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(shè)定的硫化曲線，對(duì)整個(gè)硫化過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，且各段溫度、時(shí)間皆可調(diào)。影響輪胎硫化的三要素中由于對(duì)溫度的控制比較復(fù)雜，所以在輪胎硫化控制系統(tǒng)中，它就成為系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。 本文簡(jiǎn)要介紹了輪胎硫化生產(chǎn)過(guò)程，主要闡述了一種輪胎硫化控制系統(tǒng)的控制方法及其實(shí)現(xiàn)。 PID control。 （ 5） 測(cè)溫輸入點(diǎn)為 9 點(diǎn)，即罐體上，中，下各 3 點(diǎn)。 （ 1）過(guò)熱水硫化。優(yōu)點(diǎn)是，與全蒸汽硫化方式相比，減少了蒸汽耗費(fèi)，降低了能源消耗，增加了膠囊壽命，提高了合格率。 現(xiàn)代控制方法：現(xiàn)代控制硫化過(guò)程的方法是根據(jù)蒸汽管道內(nèi)的溫度實(shí)時(shí)調(diào)整硫化時(shí)間的等效硫化控制。 由于主排時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響到硫化效率，因此主排管徑的設(shè)定和走向以及輔助措施（如安裝排空管）對(duì)主排的效果至關(guān)重要。輪胎內(nèi)部組成材料的不均勻必然導(dǎo)致其內(nèi)部溫度上升速度的不均 勻，最終使得其內(nèi)部各區(qū)域硫化程度的不均勻。虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，它推動(dòng)著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。虛擬儀器技術(shù)強(qiáng)調(diào)軟件在測(cè)控系統(tǒng)中的重要的地位，但也并不排斥測(cè)試硬件平臺(tái)的重要內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 11 性。 虛 擬 儀 器 開(kāi) 發(fā) 者虛 擬 儀 器 軟 件 面 板虛 擬 儀 器 軟 件 開(kāi) 發(fā) 平 臺(tái)底 層 驅(qū) 動(dòng) 程 序硬 件 模 塊虛 擬 儀 器 開(kāi) 發(fā) 者操 作 系 統(tǒng) 圖 虛擬儀器開(kāi)發(fā)框圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 12 虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛。 (3)開(kāi)發(fā)時(shí)間少 在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上， Nl 高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器 儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。它充分利用了計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源以及軟件的便利，其關(guān)鍵在于A/D 轉(zhuǎn)換技術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊 GPIB 接口卡可帶多達(dá) 14 臺(tái)的儀器，電纜長(zhǎng)度可達(dá) 20m。 （ 6）網(wǎng)絡(luò)接口方式的 VI 盡管 Inter 技術(shù)最 初并沒(méi)有考慮如何將嵌入式智能儀器設(shè)備連接在一起，不過(guò) NI等公司己經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò) Web 瀏覽器觀測(cè)這些嵌入式儀器設(shè)備的產(chǎn)品，使人們可以通過(guò)Inter 操作儀器設(shè)備。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 16 第三章 系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總原理框圖 圖 系統(tǒng)原理框圖 本設(shè)計(jì)的原理圖如圖 31，該系統(tǒng)總體上可分為：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。其中控制閥包括進(jìn)氣閥和排氣閥。在進(jìn)行溫度控制階段，排氣閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。此 時(shí)控制閥還是包括進(jìn)氣閥和排氣閥。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 19 圖 34 熱電阻及調(diào)理模塊參數(shù)設(shè)定前面板 該面板對(duì)熱電阻及調(diào)理模塊參數(shù)的設(shè)定。 Pt100 熱電阻簡(jiǎn)介 熱電阻是電阻體、絕緣導(dǎo)管和接線盒等主要部件組成，其中，電阻體是熱電阻的最主要組成部分。 另外， Pt100溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。于 是傳感器上的不平衡電橋就有電壓信號(hào)輸出給放大器，經(jīng)放大處理輸 出 4～ 20mA 直流電流信號(hào)。此外，使用放置在更接近信號(hào)源或轉(zhuǎn)換器的外部信號(hào)調(diào)理裝置，可以通過(guò)在信號(hào)被環(huán)境噪聲影響之前提高信號(hào)電平來(lái)提高測(cè)量的信號(hào) 噪聲比。 （ 5）濾波 濾波器在一定的頻率范圍內(nèi)去除不希望的噪聲。 （ 8）數(shù)字信號(hào)調(diào)理 數(shù)字信號(hào)在某種情況下也要進(jìn)行調(diào)理才能進(jìn)入 DAQ 卡。也內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 27 可以通過(guò)在信號(hào)源附近放大處理電壓水平偏低的 RTD 電壓，顯著改善系統(tǒng)的噪聲性能。但是處于成本的考慮，現(xiàn)在普遍流行的是各個(gè)數(shù)據(jù)通道公用一套放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器。 2）放大器。以上四個(gè)部分是數(shù)據(jù)采集卡的重要組成部分，與其他的電路如定時(shí) /計(jì)數(shù)器、總線接口等電路儀器組成 DAQ。 本伺服采用固態(tài)繼電器做 功率輸出部件，體積小，耐振動(dòng)，可靠性高， DFC1200 型產(chǎn)品還具有信號(hào)斷失保護(hù)功能，可提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。當(dāng) IcIf=0（或不超過(guò)死區(qū)）時(shí)，伺放無(wú)輸出。 接 入系統(tǒng)調(diào)試 經(jīng)以上模擬調(diào)試，如無(wú)異常情況，可將伺放接入系統(tǒng)使用。％。 （ 9）外形尺寸： 80 80 275(mm) 開(kāi)口尺寸： 75 75(mm) 電路原理圖由切換開(kāi)關(guān) (HK)和操作開(kāi)關(guān) (1K、 2K)，雙針槽形表 (1CB、 2CB)及工作狀 態(tài)指示燈 (1ZD、 2ZD)及電源變壓器 (R)組成。電流表 1CB 指示出 PID 調(diào)節(jié)器的輸出電流對(duì)位置反饋電流進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)，因此當(dāng)調(diào)節(jié)器偏差表指示為零耐，執(zhí)行器停在某位置后，即可由手動(dòng)切換到自動(dòng)。 DKZ 系列直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是輸出直線位移的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制各種需要直線位移韻調(diào)節(jié)閥、套筒閥。 輸入信號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作器放大器1調(diào)節(jié)器 圖 45伺服放大器、手操器及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的接線圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 36 第五章 軟件設(shè)計(jì) 模塊設(shè)計(jì) 目前，常用的溫度采集系統(tǒng)絕大部分是由集成溫度傳感器和單片機(jī)構(gòu)成的，這種方案從傳感器到 CPU還有許多環(huán)節(jié)需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來(lái)設(shè)計(jì)，過(guò)程繁瑣、調(diào)試期長(zhǎng)、修改不方便，而本文借助 LabVIEW 圖形化軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。 DKZ 系列直行程 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配上各種電動(dòng)操作器，可完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 “ 手動(dòng) ” 到“ 自動(dòng) ” 的無(wú)干擾自動(dòng)切換及被調(diào)節(jié)對(duì)象的遠(yuǎn)方手動(dòng)操作。 當(dāng)切換開(kāi)關(guān)在中間位置時(shí)，這時(shí)執(zhí)行器的伺服電機(jī)斷電。 “ 自動(dòng) ” 到 “ 就地 ” 到“ 手動(dòng) ” 三種狀態(tài)的切換。 （ 3）反饋回路 電阻： 200?。 電動(dòng)伺服操作器 DFD0500 DFD05 型電動(dòng)操作器是 DDZIII 型電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)輔助單元。調(diào)試接線方法如下圖： 圖 44 伺放效驗(yàn)接線圖 調(diào)試步驟如下： （ 1）調(diào)試平衡（即調(diào)零）出廠時(shí)已調(diào)好，一般無(wú)需調(diào)整。 主要技術(shù)參數(shù) （ 1）輸入信號(hào) DFC 110 型： 0～ 10mA DC DFC 1100 型： 4～ 20mA DC DFC 1200 型： 4～ 20mA DC (帶斷信號(hào)保護(hù) ) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 30 （ 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(fù)載電流： 5A（交流有效值） （ 5）斷信號(hào)識(shí)別： 2mA， DC（僅對(duì) DFC 1200） （ 6）工作電源： 220v， 50Hz （ 7）使用環(huán)境：溫度： 0～ 50℃ 相對(duì)溫度 85% 大氣壓力： 86～ 106KPa，周圍空氣中無(wú)腐蝕介質(zhì) 。該板卡的主要性能如下： ? 16 路模擬信號(hào)輸入通道，采樣率為 250kS/s，輸入范圍為 10V～ +10V； ? 2 路模擬量輸出通道，分辨率為 16 位； ? 24 路數(shù)字 I/O，數(shù)字觸發(fā)； ? 2 個(gè) 32 位定時(shí)計(jì)數(shù)器； ? NIDAQmx 測(cè)試軟件和硬件配置支持； ? NIMCal 校準(zhǔn)支持； ? NIST 校準(zhǔn)證書(shū)和多于 70 多種的信號(hào)調(diào)理模塊選擇。通常中的放大器都是增益可調(diào)的，使用者可根據(jù)需要來(lái)選擇不同的增益倍數(shù)。例如，三位的 A/D 轉(zhuǎn)換把模擬電壓范圍分成 23=8 段，每段用二進(jìn)制代碼在 000 到 111 之間表示。 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 數(shù)據(jù)采集板卡的性能與眾多因素相關(guān)，要根據(jù)具體情況來(lái)具體分析。 RTD01 簡(jiǎn)介 圖 RTD01 硬件圖 本設(shè)計(jì)采用 NI SCCRTD01，它為雙通道模塊，可連接 3 或 4 線鉑 RTD。大部分信號(hào)調(diào)理裝置都包括了為最大程度上抑制 50Hz 或 60Hz 的噪聲而專門設(shè)計(jì)的低通濾波器。它在電壓（即被數(shù)字化的）超過(guò)數(shù)字化儀輸入范圍是十分必要的。其各種參數(shù)如下 ， 測(cè)量范圍： 0～ 400kPa；輸出信號(hào)： 4～ ； 基本誤差：調(diào)校量程的 177。 擴(kuò)散硅式差壓變送器是無(wú)杠桿的變送器。鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測(cè)溫元件；且此元件線性較好，在 0~100 攝氏度之間變化時(shí)，最大非線性偏