虛擬儀器課程設(shè)計(jì)——基于labview的溫度控制器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-13 22:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 只需要簡單的通過幾句 C 命令就可以解決， 在這里我就是只用兩個(gè)判斷語句就可以知道溫度是過高還是過低。為了在以后幾個(gè)部分使用上的方便，計(jì)算出實(shí)際溫度與上下限溫度的差值，在進(jìn)行判斷。根據(jù)判斷所得的結(jié)果，選擇不一樣的警報(bào)燈顯示警報(bào)。 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 3 溫度控制部分 升溫、降溫是通過調(diào)節(jié)方波的占空比（ PWM 方式調(diào)控）來實(shí)現(xiàn)的，如果外界溫度值還沒有達(dá)到設(shè)定溫度范圍時(shí)，那么就需要使得火爐的占空比高一些，同時(shí)風(fēng)扇的占空比為 0，以達(dá)到對(duì)外界物體進(jìn) 行升溫的效果，當(dāng)外界的溫度逐漸接近設(shè)定溫度值時(shí)，火爐的方波的占空比會(huì)變小甚至為零，當(dāng)外部的溫度超過設(shè)定的溫度時(shí)，就要增加電扇的占空比來降低溫度，進(jìn)而使得溫度維持平衡。 上面的只是我設(shè)計(jì)的基本的要求，我的發(fā)揮部分也在溫度的控制的這一部分，通過判斷外部溫度和設(shè)定溫度的差值的溫度范圍來實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)器的檔位選取，經(jīng)過了判斷程序，通過接下來簡單的幾句 C 程序就可以實(shí)現(xiàn)這部分的程序設(shè)計(jì) 。 顯示部分 顯示部分是驗(yàn)證程序是否正確的重要環(huán)節(jié)，從顯示的圖像上我們可以直觀的看到經(jīng)過系統(tǒng)處理后的成果，這樣便于分析系統(tǒng)中可能存 在的問題，這個(gè)程序的顯示部分由三大部分組成，首先就是溫度的曲線圖像，利用電壓來模擬外部的溫度變化可以從溫度曲線圖像上直觀的看到，第二部分就是比溫度控制器的圖像，溫度控制器是由電爐和風(fēng)扇組成，所以這部分的就有兩個(gè)圖像組成，一個(gè)是加熱占空比圖像，另一個(gè)就是制冷占空比圖像，溫度的變化必定會(huì)使得這兩個(gè)溫度占空比的圖像發(fā)生變化所以，通過這兩個(gè)占空比圖像我們就可以了解到程序的是否正確，第三部分就是溫度調(diào)節(jié)器的溫度顯示以及檔位指示燈部分，這里我設(shè)計(jì)了兩個(gè)表用來顯示我加熱和制冷的儀器的工作示數(shù)，檔位指示燈就是用來更為清晰地 掌握此時(shí)溫度調(diào)節(jié)器工作在什么檔位級(jí)別，方便使用者更加的了解其工作的狀態(tài)。 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 4 3 主程序流程 圖 圖 主程序流程圖 DAQ 采集 實(shí)際溫度值與設(shè)定值比較 升溫 顯示 溫度信息 N 大于給定值？ 小于給定值？ N Y Y 增加電扇轉(zhuǎn)速 增加電爐溫度 降溫 電扇、電爐不工作 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 5 4 溫度控制器 的設(shè)計(jì) 溫度采集的 部分 本次設(shè)計(jì)采用的是 NI SC2075 采集卡，由于該卡支持 DAQmx 驅(qū)動(dòng)程序，所以本設(shè)計(jì)是直接使用 DAQmxDataAcquisition 開發(fā)的，在這部分中，主要是采集參數(shù)的設(shè)置，其中包括物理通道的選擇，采樣模式、采樣率、每通道采樣數(shù)、輸入方式的 配置，采樣最大最小值的設(shè)置。 DAQ 的設(shè)置部分的步驟如下： （ 1）首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) DAQ 助手， 在程序框圖設(shè)計(jì)窗口中打開【函數(shù)】模塊 ,執(zhí)行【函數(shù)】 → 【 express】 → 【 DAQ 助手】，調(diào)入 DAQ。然后用右鍵單擊調(diào)入的 “DAQ助手 ”，選擇屬性選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)如圖 所示。在 生成信號(hào)中選擇【模擬輸出】 → 【電壓】輸出，選擇通道 ao1， DAQ 創(chuàng)建完成。 圖 創(chuàng)建 DAQ （ 2）打開程序框圖編輯窗口，調(diào)整與前面板相對(duì)應(yīng)的控件圖標(biāo)位置，以便后續(xù)擺放函數(shù)與連線。 （ 3） 在函數(shù)選板的【編程】→【數(shù)值】子選板中 選擇“乘”函數(shù)和一個(gè)數(shù)值常量（設(shè)定值為 100），將 DAQ 輸出擴(kuò)大 100 倍，并將這些數(shù)據(jù)視為實(shí)際溫度。 完成以上 4 個(gè)步驟后溫度采集程序框圖就設(shè)計(jì)完了如圖 所示。 溫度判斷 這部分的我的設(shè)計(jì)思路：通過判斷外部變化的溫度和給定的溫度的進(jìn)行比較，外部的溫度大于給定的溫度那么就啟動(dòng)制冷功能來降低溫度，反之就需要啟動(dòng)加熱功能，鑒于公式節(jié)點(diǎn)編程的高效性，這里我使用了公式節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)這部分的功能程序如下： int t。 int m。 int n。 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 6 if (x=y) {t=xy。 v=0。 if (t100) {a=1。 b=0。 c=0。 d=0。 m=100。} if (t300) {m=100。 a=1。 b=1。 c=0。 d=0。} if (t100) { a=0。 b=0。 c=0。 d=0。 m=t。} s=m/100。 } if (xy) {t=yx。 s=0。 if (t100) {a=0。 b=0。 c=1。 d=0。 n=100。} if(t300) {t=100。 a=0。 b=0。 c=1。 d=1。 n=100。 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 7 } if (t100) {a=0。 b=0。 c=0。 d=0。 n=t。 } v=n/100。 } 這個(gè) C 程序幾乎包括了所有的功能，有溫度檢測(cè)，溫度控制程序以及部分的溫度檔位調(diào)節(jié)，指示燈顯示程序等等；其中 x、 y 是輸入： x 代表了采集的溫度數(shù)據(jù) y，則代表了給定的溫度值； t 表示為兩個(gè)溫度的差值，不過 t 總是大于或等于 0 的值，其中s、 a、 b、 c、 d、 v 是輸出： s、 d 分別是制冷和加熱占空比的輸出端， a、 b、 c、 d 則 用來判斷溫度檔位選擇的重要參數(shù)，其中 m 、 n 是由來求解占空比的重要參數(shù)； 程序 if (x=y){ t=xy； …………………………………s=m/100 ； }就是用來判斷出采集到的溫度是否比給定的溫度高的程序，要是相等或是高那么就執(zhí)行這里面的程序來啟動(dòng)制冷器工作；程序 if (xy) {t=yx； …………………………………v=n/100 ； }就是由來判斷斷出采集到的溫度是否比給定的溫度低的程序，要是低那么就執(zhí)行這里面的程序來啟動(dòng)加熱器進(jìn)行工作；這部分部分的程序框圖如圖 所示： 圖 溫度判斷程序框圖 基于 labview 的 溫度控制 器的設(shè)計(jì) 8 圖中有陰影的為溫度判斷的條件語句通過這幾條語句就可以將溫度判別出來。 溫度調(diào)節(jié)器的多級(jí)控制 溫度控制部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容它同樣是利 用公式節(jié)點(diǎn)來完成的，從上圖就可以知道當(dāng)外部溫度大于控制溫度的時(shí)候就需要降低溫度所以將電爐的占空比 v 設(shè)為0，電扇的占空比隨著溫度的升高為增大如 s=m/100；但是當(dāng)溫度差 t 大于 100 的時(shí)候則將制冷的占空比設(shè)為 1，當(dāng)電爐的溫度小于外部的溫度的時(shí)候則將電扇的占空比設(shè)為 0，同時(shí)增加電爐的占空比如： if（ xy）時(shí) s=0， v=n/100；同樣的當(dāng)兩個(gè)溫度的差值大于 100 時(shí)就需要將電爐的占空比設(shè)置為 1。 上面介紹的是溫度的基本控制，由于實(shí)際的溫度可能變化的很大有時(shí)候及時(shí)風(fēng)扇或是電爐的占空比達(dá)到最大但是可能還是不能輕松地 解決問題所以在這里我設(shè)計(jì)了溫度控制器的多級(jí)別控制，就是為了解決我提出的這個(gè)問題而設(shè)計(jì)的下
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