基于虚拟仪器的加热炉温控系统设计设计

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1、中文摘要摘要本论文要做的课题是基于虚拟仪器的加热炉温控系统设计，要求加热炉温度稳定在80℃，允许有±1℃的误差。本论文采用美国NI公司虚拟仪器开发软件LabVIEW8.5开发出一套低温电加热炉温度控制系统。系统具体设计方案如下：由传感器测得的炉温信号经过变送环节送给数据采集卡，采集卡对信号进行A/D转换后传输至虚拟仪器，虚拟仪器中的PID算法对信号处理后产生控制信号，再经过采集卡D/A转换后输出控制PWM波产生电路，改变PWM波占空比，产生的PWM波经过光耦MOC3041控制双向可控硅的通断，以此改变加在电阻上的电压，达到温控目的。本论文首先按照上述设计方案设计了硬件电路，接着进行系统软件

2、的设计。经过简单的实验，系统可以正常采集数据并显示。关键词：虚拟仪器，LabVIEW，温控系统，过零调功，PWMIAbstractAbstractThetaskofthispaperistodesignatemperaturecontrolsystembasedonvirtualinstrumentofthefurnace.Andtherequirementsofthefurnacetemperatureisstableat80℃,allowederrorof±1℃.ThispaperadoptedLabVIEW8.5,asoftwaretodevelopthevirtualinstrum

3、entofNIcompanyinAmerica,developedasetoftemperaturecontrolsystemoflow-powerelectricheating.Thesystemdesignareshowedasfollows:thetemperaturesensorssendthesignaloftemperaturechangetothedataacquisitioncardbytransmitter,thenthesignalwillbeconverttodigitalsignalandbesendtothevirtualinstrumentbythedataac

4、quisitioncard,andthenthevirtualinstrumentwilloutputcontrolsignalafterbeprocessedbyPIDalgorithm,andthecontrolsignalwillbeconverttoanalogsignalbythedataacquisitioncardandoutputtocontrolPWMwavesproducecircuittochangethedutycycleofPWMwaves,thenthePWMwaveswillcontrolthebidirectionalthyristorthroughopti

5、calcouplerMOC3041tochangethevoltageinresistancesothatthetemperaturewillbechanged.Thispaperdesignedthehardwarecircuitinaccordancewiththeabovedesignscheme,followedbythedesignofthesystemsoftware.Afterasimpleexperiment,thesystemcanacquireanddisplaythedatasnormally.Keywords:virtualinstrument,LabVIEW,te

6、mperaturecontrolsystem,zero-crossingpoweradjustment,PWMIV目录目录摘要IABSTRACT(英文摘要)Ⅱ目录Ⅲ第一章绪论11.1课题的研究的目的和意义11.2国内外发展状况11.3本设计要做的工作3第二章虚拟仪器及LABVIEW简介42.1虚拟仪器的基本概念42.2虚拟仪器的特点及应用42.3LabVIEW的含义52.4LabVIEW的发展62.5LabVIEW的结构62.6LabVIEW的优势6第三章系统总体方案及硬件电路设计73.1系统总体方案73.2硬件电路设计73.2.1传感器的选型73.2.2数据采集卡的选型93.2.3PWM

7、波产生电路的设计113.2.4交流过零触发PWM脉宽调功原理12第四章温控系统软件设计144.1登录系统设计144.2数据采集及处理控制模块的设计174.2.1温度信号的采集174.2.2采集数据的处理19IV目录4.2.3PID控制信号的产生224.3数据存储模块244.3.1数据存入文本文件244.3.2数据存入TDMS文件254.4历史数据查看模块264.4.1文本文件查看方式264.4.2TDMS文件查看方式28