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1、!现代电子技术∀2007年第17期总第256期测试#测量#自动化基于虚拟仪器技术的炉温控制实验系统刘平,赵胜会,陈堂贤(三峡大学电气信息学院湖北宜昌443002)摘要:虚拟仪器技术是计算机测量与控制技术的一个新的发展方向。为开发教学用温度控制实验系统,研究了加热炉温度控制的原理和方法,提出了炉温控制实验系统设计方案。以加热炉、数据采集卡、通用计算机为硬件配置,以LabVIEW为软件开发平台,编程实现了温度的实时采集显示,历史曲线显示及炉温的PID控制。系统投入使用后有效地弥补了理论教学的不足,取得了明显的教学效果。关键
2、词:虚拟仪器;LabVIEW;温度控制;实验中图分类号:TP273.5文献标识码:B文章编号:1004-373X(2007)17-119-03ExperimentalSystemforTemperatureControllingofElectricStoveBasedonVirtualInstrumentsLIUPing,ZHAOShenghui,CHENTangxian(CollegeofElectricalEngineering&InformationTechnology,ThreeGorgesUniver
3、sity,Yichang,443002,China)Abstract:VirtualInstrumentstechnologyisanewdirectionindevelopmentofcomputermeasureandcontrol.Todeveloptheexperimentalsystemoftemperaturecontrolling,theprincipleandmethodfortemperaturecontrollingofelectricstoveisstudiedandexperimentalsystemfor
4、temperaturecontrollingofelectricstoveisschemedout.Thesystemismadeupofelectricstove,DAQboardPCandthesoftwarewithreal-timetemperaturedatacollecting,historycurvedisplayingandPIDcontrollingoftemperature,isdesignedonLabVIEWplatform.Theshortageoftheoreticteachingiscoveredw
5、ithusingitanditgivesfurtherimprovementincourseteaching.Keywords:virtualinstruments;LabVIEW;temperaturecontrol;experiment加热炉采用热敏电阻作为感温器件,通过内部放大电1引言路将反映温度变化的电压值输出至WenduOutput端口,供虚拟仪器是以通用计算机为核心,结合相关硬件,可数据采集卡采集。ControlInput端口接受来自数据采集卡以由用户自行设计定义仪器面板和功能的一种计算机仪的数字控制信号,以低电平
6、接通,高电平关断的方式控制交[1]流220V加热电源通断。加热炉内部电路如图1所示。器系统。软件即是仪器反映了虚拟仪器的本质特征。LabVIEW是当前比较流行的虚拟仪器设计软件,他基于G语言(图形化编程语言)开发环境,提供了丰富的数据采集、分析及运算功能函数。利用LabVIEW能方便地开发实用的测试与控制系统。加热炉温度控制实验是自动控制理论实验教学中一项实践性比较强的实验项目,传统的实验装置实现起来很不方便,功能单一,不利于节约经费。利用虚拟仪器技术,以及加热炉、数据采集卡等相关硬件,开发基于通用计算机平台的炉温控制系统,可以
7、实现一机多用,节约经费,而且功能灵活,便于修改调试。2系统硬件结构炉温控制实验系统硬件包括加热炉、电源、数据采集卡、实验接线板、通用计算机等设备。图1加热炉内部电路收稿日期:2007-01-18电源除交流220V加热电源由实验台供给外,还需要119数控技术刘平等:基于虚拟仪器技术的炉温控制实验系统提供∃5V,∃12V直流电源,供放大电路及控制电路3.2温度显示程序使用。由于通过数据采集卡读进来的是电压值,因此还需要数据采集卡使用研华公司的PCL-818L采集卡,他进行电压-温度的转换,才能得到温度值。经过实测加热提供16路
8、数字量输入/输出,8路模拟量差分(或16路模炉的温度和WenduOutput端口的电压,绘出电压-温度拟量单端)输入/输出。这些输入输出通道除一路模拟量关系曲线,此曲线表明热敏电阻的电压-温度关系为非线输入通道用于采集WenduOutput端口电压
