【正文】 圖 溫度采集子程序前面。 調(diào)試 環(huán)境是室溫環(huán)境 ， 對(duì) 分度號(hào)為 Cu100 的銅 熱電阻 查分度表可算 出 在室溫情況下對(duì)應(yīng)的電阻，此電阻 乘以 調(diào) 理模塊內(nèi) 1mA的恒流源，得到對(duì)應(yīng)電壓，同時(shí)把此電壓放大 25 倍。同時(shí)為了圖形顯示效果更佳，可對(duì)顯示波形的最大、最小值進(jìn)行設(shè)定。 圖 溫度壓力給定子程序的程序框圖 數(shù)據(jù)采集子程序 溫度壓力控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集子程序，其功能可以實(shí)現(xiàn)采樣通道、采樣方式、采樣率和采樣點(diǎn)數(shù)的設(shè)定。 3）恒壓（溫）段：給定 =恒壓（溫）值 4）時(shí)刻 6 以后壓力給定值為被控對(duì)象 溫度壓力給定子程序前面板如下 圖 ，給定曲線如圖顯示。各子程序大體順序 流程 如下圖： 溫 度 壓 力 給 定 子 程 序采 集 子 程 序 標(biāo) 度 變 換 子 程 序溫 度 壓 力 調(diào) 節(jié)子 程 序輸 出 子 程 序 圖 子程序順序流程 溫度壓力給定子程序 溫度壓力給定子程序說(shuō)明： 1）當(dāng)溫度＞ 120℃ 或等于 時(shí)，硫化記時(shí)器開(kāi)始記時(shí)。 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 執(zhí)行部分接線圖 第五章 智能溫度壓力 控制 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 各子程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 軟件部分包括溫度壓力給定信號(hào)的設(shè)定、現(xiàn)場(chǎng)溫度壓力的采集程序、以及標(biāo)度變換程序、 PID 控制程序以及最終控制量的輸出程序五個(gè)子程序。參考上面的文字說(shuō) 明及該圖連線，正確的接線便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制閥的動(dòng)作。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(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。 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。 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) DKZ5500M DKZ 系列直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是自動(dòng)調(diào)節(jié)系繞的終端執(zhí)行單元。提高了 運(yùn)行的可靠性，這時(shí)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。 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。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)。執(zhí)行器位置反饋端子 (1)和 (2)與操作器端子 (5)和 (6)相聯(lián)位置反饋電流經(jīng)過(guò)電流表 2CB 指示出位置反饋 電流和電阻 1R， 2R 上產(chǎn)生的跟蹤電壓經(jīng)過(guò)操作器端子 14 和 15。當(dāng)切換開(kāi)關(guān)在手動(dòng)位置時(shí)，這時(shí)指示燈綠燈亮。自動(dòng)”到“就地”到“手動(dòng)”三種狀態(tài)的切換 。 （ 9） 外形尺寸： 80 80 275(mm) 開(kāi)口尺寸 ： 75 75(mm) （ 10） 結(jié)構(gòu)形式：面板安裝式 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。 （ 7） 手動(dòng)狀態(tài)：操作開(kāi)關(guān)觸頭額定電壓 220V電流 5A。 （ 5） 能對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)無(wú)干擾切換。 （ 3） 反饋回路電阻： 200?。％。操作器本身具有手動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)工作狀態(tài)的顯示。DFD05 或 DFD0500 適用于 DDZII、 DDZIII 型變送器和調(diào)節(jié)器與電動(dòng)執(zhí)行器組成的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，應(yīng)用 DFD0 DFD0500 可以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作在自動(dòng)調(diào)節(jié)、手動(dòng)控制和就地操作三種工作狀態(tài)。 手操器 DFD0500 DFD05 型電動(dòng)操作器是 DDZII 型電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)輔助單元。 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。 b、調(diào)整調(diào)死區(qū)電位器 R1s，至 H1 或 H2 剛好不亮（ Ic 是增加的，則 H1 亮，若Ic 是減少的，則 H2 亮）； c、改變 Ic， H H2 應(yīng)交替亮（但不應(yīng)有同時(shí)亮的現(xiàn)象）。 c、調(diào)整調(diào)零電位器 Rs，使 Vo 的值為數(shù)毫伏即可。調(diào)試接線方法如下圖： 圖 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 。 當(dāng) IcIf=0（或不超過(guò)死區(qū)）時(shí)，伺放無(wú)輸出。當(dāng) IcIf0（且超過(guò)死區(qū)）時(shí)，伺放有正向輸出 。 伺放的輸入信號(hào)一般有兩路，一路為控制信號(hào) 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(hào) If， 由 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置發(fā)送器提供。伺放還設(shè)有狀態(tài)指示，便于觀察和調(diào)試。它與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，廣泛用于電力、冶金、化工等工業(yè)過(guò)程控制自動(dòng)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 。 LabVIEW 包含豐富的驅(qū)動(dòng)函數(shù)和功能強(qiáng)大的 DAQ助手，通過(guò)它與設(shè)備的連接變得非常容易，用戶可以將大部分的精力集中在數(shù)據(jù)的分析、顯示和存儲(chǔ)等方面。 上層應(yīng)用程序用來(lái)完成數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)和顯示等。驅(qū)動(dòng)程序隱藏了復(fù)雜的硬件底層編程細(xì)節(jié)，為用戶提供容易理解的接口。軟件分為驅(qū)動(dòng)程序和上層應(yīng)用程序。 PC 與軟件 軟件使 PC 與數(shù)據(jù)采集硬件形成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集、分析和顯示系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，越高的分辨率意味著計(jì)數(shù)器可以計(jì)數(shù)的位數(shù)越高。 應(yīng)用一個(gè)計(jì)數(shù)器 /計(jì)時(shí)器時(shí)最重要的指標(biāo)是分辨率和時(shí)鐘頻率。 一個(gè)常見(jiàn)的 DIO 應(yīng)用是傳送計(jì)算機(jī)和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備包括數(shù)據(jù)記錄器、數(shù)據(jù)處理器以及打印機(jī)。在每一種情況下最重要的參數(shù)有可應(yīng)用的數(shù)字線的數(shù)目、在這些道路上能接收和提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的速率、通路的驅(qū)動(dòng)能力。模擬觸發(fā)主要用于模擬輸入操作，當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)達(dá)到一個(gè)指定的模擬電壓值時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的變化方向來(lái)啟動(dòng)或停止數(shù)據(jù)采集的操作。 （ 3）觸發(fā)采集 許多數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用過(guò)程需要基于一個(gè)外部事件來(lái)啟動(dòng)或停止一個(gè)數(shù)據(jù)采集的工作。較大的位數(shù)可以縮小輸出電壓增量的量值，因此可以產(chǎn)生更平滑的變化信號(hào)。因此，一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器在一個(gè)小的穩(wěn)定時(shí)間和一個(gè)高的轉(zhuǎn)換速率下可產(chǎn)生高頻率的信號(hào)，這是因?yàn)檩敵鲂盘?hào)精確地改變至一個(gè)新的電壓值這一過(guò) 程所需要的時(shí)間極短。 轉(zhuǎn)換速率 轉(zhuǎn)換速率是指數(shù)模轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)的最大變化速率。 穩(wěn)定時(shí)間 穩(wěn)定時(shí)間是指輸出達(dá)到規(guī)定精度時(shí)所需要的時(shí)間。 （ 2）模 擬輸出 簡(jiǎn)稱模出，經(jīng)常用它來(lái)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供激勵(lì)源。由于具有這種靈活性，你可以使信號(hào)的范圍匹配 ADC 的輸入范圍，從而充分利用 測(cè)量的分辨率。 輸入范圍 輸入范圍是 ADC 可以量化的最小和最大值的電壓。 分辨率 模數(shù)轉(zhuǎn)換器用來(lái)表示模擬信號(hào)的位數(shù)既是分辨率。 采樣速率 這一參數(shù)決定了每秒鐘進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的次數(shù)。 輸入 信號(hào)達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)應(yīng)該用差分輸入。在單端輸入中，輸入信號(hào)均以共同的地線為基準(zhǔn)。 （ 1）模擬輸入 簡(jiǎn)稱模入，模入主要考慮的基本參數(shù)包括通道數(shù)、采樣速率、分辨率和輸入范圍等。10V NI 的數(shù)據(jù)采集設(shè)備支持的總線類型包括 PCI、 PCI Express、 PXI、 PCMCIA、USB、 Compactflash、 Ether 以及火線等各種總線。 圖 PCI6221 引腳圖 下面是對(duì) PCI6221 性能的一些介紹： 輸入通道： 16 路模擬輸入 分辨率： 16 位分辨率 采樣率 : 250ks/s 采樣速率 模擬輸 出： 2 路模擬輸出 更新速率： 833ks/s 數(shù)字 I/O: 24 路數(shù)字 I/O 計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 : 2 個(gè) 32 位的計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 觸發(fā)方式：數(shù)字觸發(fā) 輸入范圍： 177。 本設(shè)計(jì)所用的是 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡，如下圖。通常情況下數(shù)據(jù)采集設(shè)備是一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，與計(jì)算機(jī)的連接可以采用多種方式。 NI 也提供了豐富的信號(hào)調(diào)理設(shè)備，譬如， SCXI、 SCC、 SC 系列，即插即用傳感器 (TEDS)測(cè)量設(shè)備和 5B 系列等。 （ 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。應(yīng)變計(jì)是一種超低電阻的設(shè)備，通常利用一個(gè)電壓激勵(lì)源來(lái)用于惠斯登電橋配置。例如應(yīng)變計(jì)、電熱調(diào)節(jié)器和 RTD 需要外部電壓或電流激勵(lì)信號(hào)。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(mén)設(shè)計(jì)的低通濾波器。 （ 5）濾波 濾波器在一定的頻率范圍內(nèi)去除不希望的噪聲。 （ 4）多路復(fù)用 通過(guò)多路復(fù)用技術(shù)，一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可以不 間斷地將多路信號(hào)傳輸至一個(gè)單一的數(shù)字化儀，從而提供了一種節(jié)省成本的方式來(lái)極大地?cái)U(kuò)大系統(tǒng)通道數(shù)量。 （ 3）隔離 隔離的信號(hào)調(diào)理設(shè)備通過(guò)使用變壓器、光或電容性的耦合技術(shù)，無(wú)須物理連接即可將信號(hào)從它的源傳輸至測(cè)量設(shè)備。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。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。信號(hào)調(diào)理的方法主要包括放大、衰減、隔離、多路復(fù)用、濾波、激勵(lì)和數(shù)字信號(hào)調(diào)理等。主要應(yīng)用于石油、化工、冶金、電站等領(lǐng)域。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。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)。硅杯兩面浸在硅油中，硅油和被測(cè)介質(zhì)之間用金屬隔離膜片分開(kāi)。 敏感元件由兩片研磨后膠合成杯狀的硅片組成。 擴(kuò)散硅式差壓變送器是無(wú)杠桿的變送器。二，當(dāng)溫度高于100℃ 時(shí) ，易氧化、測(cè)量范圍小，不適于在腐蝕性介質(zhì)和高溫下工作。 銅熱電阻的優(yōu)點(diǎn)是：一， 輸出 輸入特性近似線性；二， 工藝性好，價(jià)格便宜。 在測(cè)量精度要求不太高、測(cè)量范圍不大的情況下，可采用銅熱電阻來(lái)代替鉑熱電阻，這樣可降低成本，同時(shí)也能 達(dá) 到精度要求。 傳感器和變 送 器 一、銅熱電阻傳感器 本設(shè)計(jì)溫度測(cè)量部分使用 銅 熱電阻傳感器。 圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 當(dāng)然，很多設(shè)備制造商已經(jīng)把傳感器、信號(hào)調(diào)理甚至 DAQ 卡集成為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，這種情況下用戶不在需要考慮傳感器、信號(hào)調(diào)理和 DAQ 卡，而只需要考慮如何與硬件設(shè)備通信以及如何開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。壓力 采集與輸出分別 占用 DAQ 板卡的一個(gè)模擬采集通道和一個(gè)數(shù)字量輸出通道。溫度 采集與輸出分別 占用八個(gè)模擬采集通道和八個(gè)模擬輸出通道； 壓力采集選用擴(kuò)散硅式差壓變送器，其采集輸出的就是 4～ 20mA 的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。其 中溫度采集選用的是八只銅熱電阻，這樣就需要有四個(gè) 銅熱電阻 調(diào)理模塊。 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 第四章 智能溫度壓力 控制 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集（ DAQ）系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)一共設(shè)計(jì)九個(gè)采集點(diǎn)。同時(shí)，當(dāng)罐內(nèi)壓力進(jìn)入飽壓階段時(shí)，由于時(shí)間的推移，也需要對(duì)進(jìn)氣閥進(jìn)行控制，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)氣，保證罐內(nèi)壓力恒定。系統(tǒng)輸出控制量對(duì)排氣閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。 當(dāng)溫 度控制之后，便開(kāi)始對(duì)硫化罐內(nèi)壓力進(jìn)行控制。其中壓力給定也是由 編寫(xiě) 程序給定的。溫度給定也是由程序給定。此時(shí)，系統(tǒng)輸出的控制量只對(duì)硫化罐進(jìn)氣閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 此時(shí) 控制閥 只 包括進(jìn)氣閥。 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。其中控制閥包括進(jìn)氣閥和排氣閥。 執(zhí)行部分是由伺服放大器、手操器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 DAQ 板卡是選用的NI 公司的 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡。傳感器包括溫度傳感器 銅熱電阻傳感器，壓力傳感器 擴(kuò)散硅式差壓變送器 。 硬件部分由兩部分組成，即數(shù)據(jù)采集部分和執(zhí)行部分。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，即圖中的 PC 機(jī)部分。整體設(shè)計(jì)可以分為兩部分：軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)。首先設(shè)計(jì) SubVI 完成每個(gè)子任務(wù)，然后將之逐步組合成能夠解決最終問(wèn)題的 VI。 SubVI 在調(diào)用它的程序中同樣是以一個(gè)圖標(biāo)的形式出現(xiàn)的 。 用 LabVIEW 編制出的圖形化 VI 是分層次和模塊化的，可以將它用于頂層 (Top level)程序，也可用作其它程序或子程序的子程序?？刂贫丝诤椭甘?端口用于前面板對(duì)象，當(dāng) VI 程序運(yùn)行時(shí)，從控制輸入的數(shù)據(jù)通過(guò)控制端傳遞到框圖程序，供其中的程序使用，產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)在通過(guò)指示端口傳輸?shù)角懊姘鍖?duì)應(yīng)的指示中顯示?？丶惋@示是以各種圖標(biāo)形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開(kāi)關(guān)、按鈕、圖表、圖形等，這使得前面板直觀易懂。程序前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量，用于模擬真實(shí)儀表的前面板。 LabVIEW 程序組成 LabVIEW 的核心是 VI。 LabVIEW 的特點(diǎn)在于：它使用圖形化編程語(yǔ) 言在流程圖中創(chuàng)建源程序，運(yùn)行方便，編程簡(jiǎn)單易懂。因此相比之下，本論文選擇使用 G 語(yǔ)言的圖形化編程軟件 LabVIEW。LabVIEW 將軟件的界面設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)獨(dú)立開(kāi)來(lái)