基于虚拟仪器平台温度控制系统的设计

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于虚拟仪器平台温度控制系统的设计TheDesignoftemperaturecontrolsystembasedonvirtualinstrumentplatform（东华理工大学）江伟齐曰霞袁芳李跃忠黄乡生Jiang,WeiQi,Yue,XiaYuan,FangLi,Yue,ZhongHuang,Xiang,Sheng摘要：本文介绍了利用虚拟仪器开发平台LabVIEW，进行温度控制系统

2、设计，其中包括了该系统硬件和软件部分的设计。实践证明，该系统具有温度自动控制，数据记录，数据显示，数据打印，数据网络传输，报警等多种功能。关键词：虚拟仪器；LabVIEW；温度控制中图分类号：TP216文献标示码：AAbstract：ThepaperintroducedhowtousethevirtualinstrumentplatformLabVIEW，designingthetemperaturecontrolsystem,includinghardwareandsoftwaredesign.Th

3、epracticeprovedthatthecontrolsystemhasmanyfunctionssuchasautomatictemperaturecontrol,writedata,displaydata,printdata,networkcommunicationdata,alertandsoon.Keywords：virtualinstrument；LabVIEW；Temperaturecontrol0前言虚拟仪器技术充分利用计算机的软硬件资源，以软件技术为核心，使计算机成为具有数据采集、

4、控制及分析功能的处理中心。用计算机化的软仪器取代了传统的电子仪器。温度是工农业生产中最常见和最基本的测试参数之一，许多物理变化和化学反应过程均与温度密切相关。在冶金工业、化学工业、食品加工、农业生产等许多领域中，人们需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、锅炉中的温度进行精确监测与控制。传统的温度控制系统，往往费时费力，甚至需要人工干预，而且应用程序的编写更是相当复杂，然而采用了先进的虚拟仪器技术，利用NI公司的硬件设备和LabVIEW软件开发平台构建的温度控制系统，具有温度稳定时间短，稳定精度高等特点，

5、增强了控制系统的灵活性，节省了开发时间，降低了开发成本。1温度控制系统的硬件设计1.1温度控制电路温度控制电路由温度传感器，信号调理电路，同步脉冲形成电路，以及触发脉冲放大电路组成。本系统温度控制的原理是：改变可控硅的导通角，即改变电炉丝两端的有效电1http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛压，有效电压可以在0—140V内变化，可控硅的导通角为0—5CH。一只负温度系数的热敏电阻作为温度传感器，温度越高热敏电阻值越小，其输出电压

6、也越小。1.2数据采集卡本系统中使用的NI公司的数据采集卡PCI-6024，此卡设计基于PCI总线。由于PCI总线传输速率高，数据吞吐量大，是数据采集卡设计的主流，它是一块性价比较好的产品，支持DMA方式和双缓冲模式，保证了实时的信号不间断采集与储存。它支持单极性和双极性模拟信号输入，信号输入范围分别为-5v～+5v和0～10v。提供16路单端／8路差动模拟输入通道，2路独立的D/A输出通道，24线的TTL型数字I/O，3个16位定时计数器等多种功能。实际测量是输入信号通过BNC接头从输入端子进入数据

7、采集卡进行数据采集，同时用NI公司提供的MeasurementAutomation软件进行简单的设置便可完成系统软件与数据采集卡之间的通讯。1.3声光报警电路在温度控制的过程中，计算机随时监控温度，当采集到的温度偏离设定温度值较大时，超过设定极限值，报警器工作以通知操作人员注意。报警信号由数据采集卡的D/A另一输出通道给出，由于给出的信号很微弱，不能直接驱动报警器，所以必须将信号放大，该电路的控制原理是：从数据采集卡的输出通道输出的报警信号，通过一个电阻接到三极管9013的基极，当报警信号是高电平，三

8、极管导通，继电器J1的线圈得电吸合，报警器得电，发出报警信号；当信号电压是低电平，三极管截止，继电器J1失电，其触点断开，报警器不工作。2温度控制系统的软件设计该系统应用软件的设计是根据模块化的编程思想来编写的，每个功能的实现由一个模块完成，然后由主控模块调用各个子模块，最后实现数据采集、处理、显示、记录、打印、数据通过网络传输等功能。软件系统的构成如图1所示，主要由数据采集模块、PID控制模块、数据记录模块、数据查看模块、数据打印模块、信号输出模块、数