【正文】 從而對現(xiàn)場溫度壓力進行準(zhǔn)確的控制。 主要技術(shù)性能指標(biāo)：輸入信號： 4～ 20mA(或 0～ 10mA)；輸入通道個數(shù)： 1(分立式內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 35 為 3 個 )；基本誤差限： 177。它接受來自調(diào)節(jié)器或計算機的 4～ 20mA 模擬信號，輸出推力，自動地操縱調(diào)節(jié)機構(gòu)，完成調(diào)節(jié)任務(wù)。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(guān)觸頭粘連等事故的出現(xiàn)。與 PID 調(diào)節(jié)器端子相連，這時操作器端子 16 和 17 被切換開關(guān)短路，與調(diào)節(jié)器的端子變阻器相聯(lián)。當(dāng)切換開關(guān)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。 （ 8）工作狀態(tài)：環(huán)境溫度 (10～ 40℃ )，相對溫度 =80%，周圍腐蝕性氣體及導(dǎo)電塵埃，應(yīng)用場所應(yīng)無劇烈震動和沖擊。 （ 4）供電電源： 220v(50Hz)。 主要技術(shù)性能指標(biāo)： （ 1）電流指示： DFD05 0～ 10 mA， DFD0500 4～ 20 mA， 指示表的刻度誤差為 177。 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。 （ 3） 斷信號保護檢查 調(diào)整 Ic 和 If 使 H1 或 H2 亮，然后分別斷開 S1 和 S2， H1 和 H2 均應(yīng)熄滅。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 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 。當(dāng) IcIf0（且超過死區(qū)）時，伺放有反向輸出。 工作原理與結(jié)構(gòu) 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。它與電動執(zhí)行機構(gòu)配合，廣泛用于電力、冶金、化工等工業(yè)過程控制自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。 整個系統(tǒng)從被測對象開始，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過信號調(diào)理模塊進行簡單內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 的信號出來，比如 SCCRTD01 熱電阻調(diào)理模塊，將信號送至數(shù)據(jù)采集卡進行采集，然后用軟件進行處理。 目前， 通常將采樣保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器集成在同一塊芯片上。 3）采樣保持器。將各路信號輪流切換至放大器的輸入端，實現(xiàn)多參數(shù)多路信號的分時采集。因而，數(shù)字信號不能真實地反映原始信號，因為一部分信息被漏掉了。如果采樣系統(tǒng)對時間要求嚴格，則必須同時采集，這就需要每個通道都有自己的放大和 A/D 轉(zhuǎn)換器。所以在選擇數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系統(tǒng)時，首先必須對數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)有所了解。例如，低通濾波器對于濾除在大多數(shù)實驗室和工廠環(huán)境中普遍存在的 60 Hz 電源線噪聲非常有用。 NI SCCRTD01 的每一通道都帶有一個增益為 25 的放 大器和一個 30 Hz 低通濾波器。 （ 7）線 性化 許多傳感器感應(yīng)的電信號和物理量之間并不是呈線性關(guān)系，因而需要對輸出信號進行線性化以補償傳感器帶來的誤差。 （ 6）激勵 激勵對于一般轉(zhuǎn)換器是必需的。多路復(fù)用對于任何高通道數(shù)的應(yīng)用都是十分必要的。這種形式的信號調(diào)理降低了輸入信號的幅度，從而經(jīng)調(diào)理的信號處于 ADC范圍之內(nèi)。 （ 1）放大 放大器提高輸入信號電平以更好地匹配 ADC 的輸入范圍，從而提高測量精度和靈敏度。%； 電 源電壓： ； 負載電阻： 0～ 6000?； 環(huán)境 濕 度： 40～ +90℃ ；相對溫度： 0～ 95%； 阻尼特性：時間常數(shù)在 ～ 18 之間；外形尺 寸： 233mm231mml48mm。當(dāng)被測差壓輸入到測量室內(nèi)作用于隔離 膜 片上時，膜片將驅(qū)使硅油移動，并把壓力傳遞給硅杯壓阻傳感器。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)簡單、線性化和穩(wěn)定性好的優(yōu)點，精度也較高。（ ＋ │t│）； 熱響應(yīng)時間 30s； 最小置入深度： 熱電阻的最小置入深度 ≥200mm； 允通電流 ≤ 5mA。鉑熱電阻與溫度關(guān)系為： （ 1） 200t0℃℃ 時， RPt100=100[1+At+B*t2+C*t3(t100)] 被 測 對 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)行機構(gòu) 差壓變送器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 （ 2） 0≤t≤650℃ 時， RPt100=100*(1+At+B*t2) 式中， A=； B=； C=。 采用熱敏電阻，可滿足 40 攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測小于 1 攝氏度的信號是不適 用的。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 。 圖 34 溫度壓力設(shè)定前面板 該面板的功能是 設(shè)定溫度壓力的值 以及時間 。 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(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 LabVIEW 的總面板及程序設(shè)計 在現(xiàn)有的實驗條件下，只能實現(xiàn)了一個溫度控制系統(tǒng)。當(dāng)溫度控制之后，便開始對硫化罐內(nèi)壓力進行控制。溫度給定也是由程序給定。 只有進氣閥工作 。各個子程序的正確連接就可以實現(xiàn)對溫度壓力的調(diào)節(jié)，起到調(diào)節(jié)器的作用。伺服放大器對 DAQ 板卡輸出的微弱信號進行放大，手操器可以進行手自動切換，電動執(zhí)行機構(gòu)對控制閥 進行 動作。傳感器 PT100熱電阻傳感器感器 和 擴散硅式差壓變送器。 無論哪種 VI 系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆記本電腦、臺式微機或工作站 等各種計算機平臺加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的。由此可見，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器將具有廣泛的應(yīng)用前景。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在 PCI 總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴展性等優(yōu)點，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。 （ 4） VXI 總線方式的 VI VXI 總線是 VMEbus eXtension for Instrumentation 的縮寫，是高速計算機總線 VME在 VI 領(lǐng)域的擴展，有穩(wěn)定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的 RFI/EMI 屏蔽。典型的 GPIB 系統(tǒng)由一臺 PC 機，一塊 GPIB 接口卡和若干臺 GP1B 儀器通過 GPIB 電纜連接而成。 （ 2）并行口式的 VI 最新發(fā)展的可連接到計算機并行口的測試裝置，其硬件集成在一個采集盒里或探頭上，軟件裝在計算機上，可以完成各種 VI 功能。 顯 示 器信 號 分 析 及 處 理數(shù) 據(jù) 發(fā)生 器A / D 轉(zhuǎn)換 器D / A 轉(zhuǎn)換 器信 號 調(diào)理 器信 號 調(diào)理 器信 號 調(diào)理 器各 類 接 口人 機 接 口信 號 輸 入 信 號 輸 出 圖 虛擬儀器的構(gòu)成 目前，虛擬儀器的構(gòu)成方式有以下幾種： （ 1） PCDAQ 插卡式的 VI 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 這種方式用數(shù)據(jù)采集卡 配以計算機平臺和虛擬儀器軟件，便可構(gòu)成各種數(shù)據(jù)采集和虛擬儀器系統(tǒng)。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測量設(shè)備來滿足完整的測試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費大量的時間。在利用最新科技的時候，還可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品的設(shè)計時間。 LabVIEW 的優(yōu)勢 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 (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，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)入磁盤的同時就能實時地進行復(fù)雜的分析 。這樣，當(dāng)用戶從一個項目轉(zhuǎn)向另一個項目時，就能簡單地構(gòu)造出新的 VI 系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點之一，有了這一點，儀器的開發(fā)和換代時間將大大縮短。虛擬儀器以計算機為核心，充分利用計算機強大的 圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力，提供對測量數(shù)據(jù)的分析處理和顯示功能。 NI 公司同時也提出了“軟件即儀器”的概念，打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無法改變的局面。在這種背景下，八十年代末美國率先研制成功虛擬儀器（ Virtual Instrument，簡稱 VI）。常規(guī)硫化時間采用固定周期法，不考慮硫化過程邊界條件的波動情況，每個輪胎的硫化周期都是同一設(shè)定值，硫化時間整定按系統(tǒng)參數(shù)變化最壞的情況進行，采取“寧過勿欠”的方針，這必然導(dǎo)致多數(shù)情況下輪胎過硫，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和硫化效率。其中，胎冠是整個輪胎溫度最高、厚度較大的部位，主要包括氣密層、胎體和鋼絲帶束層等幾個部分，各部分材料的物性差別很大；胎肩是輪胎中厚度最大的部位，其組成材料種類較多，傳熱過程很復(fù)雜，最容易“欠硫”；胎側(cè)是輪胎中最薄弱的部位，它最易“過硫”。 硫化過程的主要問題 目前，輪胎生產(chǎn)的硫化過程面臨著兩個主要問題。 充氮氣硫化還需要增加兩個步驟，即放氣（排出膠囊下部的低溫氮氣）和查漏（關(guān)閉所有閥門，看內(nèi)壓有無下降，以觀察有無閥門泄漏）。 第 6 和 7 步可采用單路或雙路。這樣生產(chǎn)出的輪胎，經(jīng)常出現(xiàn)過硫化和欠硫化現(xiàn)象，另外工人的勞動強度大，資源浪費嚴重。目前，后兩種硫化方式較前兩種有明顯的優(yōu)勢和更廣闊市場前景。首先向膠囊中通入低壓氮氣或蒸汽進行定型，然后在通入190~210 度高壓飽和蒸汽之后，再向膠囊中通入 ~ 兆帕高純氮氣進行增壓硫化。 （ 2）高溫蒸汽硫化。下面簡要介紹四種內(nèi)溫硫化方式的基本步驟及優(yōu)缺點。 （ 6） 罐體上、下的溫度差超過輸入的設(shè)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。1 ℃ （ 0～ 160℃ ） （ 4） 蒸汽壓力控制精度 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，對整個硫化過程進行自動控制，且各段溫度、時間皆可調(diào)。 data acquisition。影響輪胎硫化的三要素中由于對溫度的控制比較復(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。虛擬儀器是指通過應(yīng)用程序?qū)⒂嬎銠C、軟件的功能模塊和儀器硬件結(jié)合起來，用戶可以通過友好的圖形界面（簡稱前面板）來操作這臺計算機就像在操作自己定義、自己設(shè)計的一臺個人儀器一樣，從而完成對被測信號的采集、分析、顯示 、數(shù)據(jù)存儲等。 本文簡要介紹了輪胎硫化生產(chǎn)過程，主要闡述了一種輪胎硫化控制系統(tǒng)的控制方法及其實現(xiàn)。該控制系統(tǒng)，包括溫度 壓力 給定信號的設(shè)定、現(xiàn)場溫度壓力信號的采集以及溫度壓力的調(diào)節(jié)等等。 PID control。 下圖分別為溫度壓力設(shè)定曲線。 （ 5） 測溫輸入點為 9 點，即罐體上，中，下各 3 點。2℃的誤差。 （ 1）過熱水硫化。該方式直接將高壓飽和蒸汽通 入膠囊中，內(nèi)壓一般為 ~兆帕，內(nèi)溫一般為 190~210 度。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。但在實際應(yīng)用中，它們都有一些共同的問題需要考慮，如氣體泄露、溫差、溫度下降等，其硫化工藝也尚存在一些不完善的地方，有內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 待進一步從理論和實際兩個方面著手改進。 現(xiàn)代控制方法：現(xiàn)代控制硫化過程的方法是根據(jù)蒸汽管道內(nèi)的溫度實時調(diào)整硫化時間的等效硫化控制。 第 8 步的開模壓力一般設(shè)置為 。 由于主排時間的長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）對主排的效果至關(guān)重要。 （ 1） 如何提高輪胎內(nèi)部各點硫化程度的均勻性。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。 對于問題（ 1），通過國內(nèi)外學(xué)者的大量研究，一般從兩方面來解決，一方面通過制定新的材料配方， 使硫化過程中輪胎內(nèi)部各區(qū)域的溫度上升速度基本一致；另一方面，通過在硫化前對輪胎進行預(yù)熱，使硫化開始時，輪胎內(nèi)部保持較高的溫度，從而加快輪胎內(nèi)部各點的硫化速度，以達到硫化程度的內(nèi)外均。虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)今計算機輔助測試領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，它推動著傳統(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。隨著現(xiàn)代軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器的智能化和虛擬化已經(jīng)成為研究的方向。虛擬儀器技術(shù)強調(diào)軟件在測控系統(tǒng)中的重要的地位，但也并不排斥測試硬件平臺的重要內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 性。虛擬儀器中應(yīng)用程序?qū)⒖蛇x硬件（如 GPIB， VXI， RS232， DAQ 板