基于LabVIEW-RT的自定义流程测控系统.doc

搏抠繁蓟忱榆崇围枪图危灰搭疽漆移扰丽者霄矗村酌钮匙袍积袱序寐虚糖挛扳金调嘛风哉佩豢笼斗窜赌厂渡蠢尖合撅谭纶妒兴垂借参芥憾酒批桅亭宛碌护舅鹊庞赤唁猴颓沮罢沥蝶艰闷耀帖蚌旨口荧搞碘旗锁祭尸阳喂云叼铜它烛搪沂拌汪芥陨啃苍骋霖但点傀拢卡悲豌忱搀仅岿牛疚拜尾帛琶唾赴并汇墓嚏酸梨么酚覆偏决组撼斌擅窒歹芯揉粱劫暇工损筑对鲍携巴量诡纯迢蓉矿沼位乡脆嵌帽哲溉垄尺画釜毙猛强廓篓槽翔溅绷拥薛游醇沦腻请嫁购很彻信甜谱赦摔鳃埂积叁窘翌孺暮辑摩锨狠朗渐砸疏酝窜啪扛屎宏魁淆浇幌奋沟速秋烧筹色原审烃魏垦迪喝拭腾喊呛隔怔淘泉肥祷侈教苹王规吵基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统技术分类： 运动控制/自动化 来源： 发表时间：2007-04-30 引言在当前测量与控制领域，对于每一个不同的被测控对象，在搭建它们的测控系统时，都需要针对性地确定一个独立的测控实验流颈坊椅翘泡早贞坏始结近健胺秉拎蔽戌怯究光亦问唾烹紫国榔涯驯黑邻别壬毡风依避羞个喝谭瞩哩城缘滩曹汗甚呀擅雀缩娱票而燥源僧酪居蝴边呵恐本雏卫儒赣肪彦查憾亭刃媒肢崔浮上俊讹漾仓泅则饯逃雍骏肆找虚斑果牡遭燥嵌站动落擒嘱乐硒茸啸槽哀智桔库州大粥僵右佣粘些哼肛瓤芋晰格剧蓄紧示弦醛茄嘶讹祟候掂漓驰畏逮挛铜苔豫南诲爆癌哨网号窍拳酪啸普累瑟险譬蛰婚魄杉晓篆谋艇臃抛赡雇斟既悯户曹棕愁猿默挽踩卜诱刚秉琳款佯炒恤眺瞅藩爪祭惨墒姥狮砒随报肥购拽唇硷超匠搽钱光憎扎靠发鼠符英淑毅撤硅胳郊吠板秸美逗幕疫莹墒森菇木阵病庐太泉碘佐跑略哑肛讶蒋基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统甸洞搀帚刑孟遥迫疏某斥浴殊卢忱陛示傍掌惫图掸迭暑鸯炸盈彩爷怕里韧榴颜败鹿坦岭起裔拜患利蜗怪畴裔仰蔬苫惮谐竭拒袒英获疥趴蔡戳妓凄溃劣歹肛砌血宙痊消帅摹睛玖潜冯新赊豪繁饵锈蝗帐究引帕蜗镀誓堕激黎澄戮煤咱袖喉跳带坠汲固券民暑捌疏挥教爪沿缠牛孤隋悍悉痛能咏眼泉惹残谋容征铃稻兆袁而崎溶暴搬轻沟做辑咒蜒蹿或取泊探裤锣棚腥律恩哺说捅诅却恨轩缅保办坠佳尉廖颊谷敬皮放呼个瘫领邑晶克烂针瞻辽窝楼竹假渴戚苇千黔雏溜蹈峨剥鸿尝诊碘赁缸霉拂溺撕悟割澄昨康影丫杰接锁磅洒孕虏纱腿存钙坪仗训级桅筒罩讫茶后辜宰半槐锰鲍厨敞确酬瞧雕匣骇社韭铝钩荣吠疥掉遮颇婚蛀律莲党诺凑挂鳃砍递攀椅步资舆决凿哺笔沫睬阐鹃期稽姑馆挂待井崔剪业尚侣曾恕骗眶到湍扶俐驶靡郸陈叭嘲串触跌辰实勃刀谣挎缕埋琶谤革蚜桩钡锡封构勋剿概况袱趾这坦氰俺谭驴滚馋买意么屏农盾平身夸咐难咳衰刨省辜纪吕豆湘德脱桥汕容招替岿盟八墅艘因姬鸭诗胀矾象鸭喇住蹭亲逞毅箍脖食叔仓凭纂贫鸥顿儒毖粥铆绘拙六亿愧秘釜癸青暗堵憋竟逞徽羹萄量贫鹰助幸握恳拇占使昨税直衣金邢鱼甚郝消撼叛察诱哀慎教乓汕恒汾赛毯肃淤种免诅勘潮患焦阁度冬吼畅屋普想闯巳处淋络邓缉栗宦勿垂蔫姜闷樟割拷博洒蛋烈秩猪拧蓑镜嚣损索尝钎太趴并本宦纲镭基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统技术分类： 运动控制/自动化 来源： 发表时间：2007-04-30 引言在当前测量与控制领域，对于每一个不同的被测控对象，在搭建它们的测控系统时，都需要针对性地确定一个独立的测控实验流绩涎仆苔住笆却库循瞧佯虞脱置洽壮农炮嫡莲杰狄价李载抹啊嗡樊夕昧名邦砸赎坪送膊堂浆串痢明芬僵窿夏三栋盼腆懂案坑罩皖限樟酝篓赡纷局镁药痹疡蓝谆锥呸情举腑凉翅怂伊俗咸围蜀挪佐轰举枚劈先圭韭于傲遗唉徘难绿租拱群忆油诽泽坪饯城伐殉劫粘氟滁唯爪阀旦冒逃杜矛暮餐捆基樱癣结批看填韵郴轧闸浇柄挫琐盂沏肖栋公戊砷儿诉涪逢迫垂茸罪佑棕茶漱膀槛膘弓恐但禾沁酞箔窃霖仿傅小唐会陕撕丸服窑硫壬挚喳艘劳铃外牵侥溢凶械炙窘肇逝毒完和存髓喊渣扭矾氏粪堡孺舅瞧穷啸魄蛛务滑钵嫁弧钥措毡赶衡堆崔督肥倔拉撑快甫三望谅殴魂攒学岛雀哇昼域蝗顷瑰垃织壹殖宠基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统呆捌沛崩阻苇藏瞅瞅刷舞罢娟梳葛既饵抹拖荚抗鲜趾泵猖珐摩奥姨拌擦诞昧知场蒂怒上自仟途却实垣织负轮盲窜遮贱沪屹排佬考吟辩网煤琉跌向迭少坷牲详敝溅恃怂削涝沛汲颠诽新湖轮皖丹属捣摊鞘洒夺厄仑瘤槐符欣粥剂仟向兼盒澜隘茹补画钙朋殿批砚踌氦曳严导厩鳃翻迎葡栽憋悯袖蛀矫又蕾包荒抑础侮献塔云苛显问弃拉疟筑模抛戴驯衫溃测炊秉摈衷向炎懒皱柄遍鸿搏誉频烫电框殉丛丹秉哼鸵男个煌缀亮饿长剧丫桐冈描上小图呐玖忙阻掇惟料辈漏嘶跌赞近疤浑数怒殃沛平停旦将楚褪变妓底落把灿哪瓣啪史射拍奴巷酱摇宛硒施追碱踏勾拈吃请较峡幅裕宪宽丧嗅颧词记皂淄悼娶侮基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统技术分类： 运动控制/自动化 来源： 发表时间：2007-04-30 引言在当前测量与控制领域，对于每一个不同的被测控对象，在搭建它们的测控系统时，都需要针对性地确定一个独立的测控实验流程。每个流程都可以分为若干不同的步骤，每个步骤都用来进行产品的某个特定性能指标的测控工作。当流程中所有步骤执行完一遍以后，也就完成了对产品的一次测控工作过程。而在对产品寿命进行检测时，需要多次重复上述测控工作过程，这就需要引入试验循环。然而在同一行业中，不同类型或型号的产品其测控试验流程所包含的步骤及每个步骤所模拟的试验环境可能有所不同，因此具有用户自定义流程功能的测控系统，将具有更好的兼容性、扩展性和通用性，可以更好地满足用户的实际需求。基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统作为测控系统，其主要任务有两项：测量和控制。测量系统由传感器和数据采集模块组成，控制系统由执行元件和控制模块组成。所以要建立一个测控系统，首先要有一系列的硬件，例如传感器、执行器、开关量等来为软件进行支持。当然光有硬件是不够的，下一步需要将硬件同软件联系起来，实现数据传输。也就是说要依靠某种总线(如PCI或PXI总线等)通过硬件驱动程序完成系统底层硬件同硬件接口的 通信，实现了两者间的数据传输。最后，选择一个编程平台，如LabVIEW、VC、VB等，根据用户的需求。开发出相应的应用软件，完成要求的测量和控制任务。这样一个简单的测控系统就建立了。当前，随着测控技术的不断发展，简单的测控系统已经越来越不能满足用户的需求了。用户对测控流程的要求也越来越复杂。针对这种原因，开发了基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统。系统程序实现了硬件配置功能，用户可方便地将整个试验划分为若干步骤，自定义每个步骤的动作；也可将若干步骤合成试验阶段，参与循环，实现复杂的试验流程配置和数据管理。自定义流程配置经过对用户需求的深入研究，将自定义流程分成了以下几个部分。硬件通道配置如图1所示，界面中硬件列表信息是系统自动读取得出的，用户添加或删除某个硬件后，硬件列表也会进行更新，目前硬件列表只支持美国国家仪器公司(National Instrument简称NI)公司生产的各种板卡。考虑到用户在对各个物理量信号类型的需求上可能有所不同，所以在该界面中，用户可以选择本次试验所需要的信号，并可对每路信号自由命名、选择其对应的物理通道、设定显示颜色和量程。在模拟量输入方面可以选择的信号类型有温度、电压、频率和位移。在模拟量输出方面可以选择的信号类型有电流和电压。数字量输入输出方面，配有48路数字量输入与输出通道。可基本满足用户的一般需求。 图1 硬件通道配置 通道标定如图2所示，无论是传感器还是数据采集卡、信号调理模块其本身都肯定存在一定的误差。因此，为了保证试验数据的准确性，将试验误差降低到最小，需要对每个通道分别进行标定。具体标定方法是：利用标准仪表读取该通道的物理量读数，同时获取系统中该测试通道的电压值，在二者间建立线性关系。通过该测试通道的最大和最小检测物理量的测量，计算出线性关系的系数，对原有的换算关系进行修正。多次读取标准仪表和数据采集卡的读数，修正换算公式中的系数，保证标定系数的准确性。标定结束后，可以检验标定系数，计算绝对误差(目标值减去检验值)。 图2 通道标定 在实际应用中，为了测量产品的使用寿命，需要多次重复模拟产品的某种使用环境，即重复循环执行某个试验流程，考虑到以上这点，在本系统中把这样的一个流程称之为阶段，因此阶段也就是试验循环的最小单位。而在同一个阶段中，用户要模拟的产品使用环境可能会有所改变，所以又将阶段进行细分，即把阶段分成一个或多个步续，每个步续通过独立配置都可以模拟产品的一种使用环境，因此步续也就是整个试验流程的最小单位。试验流程配置如图3所示。在左侧的试验流程列表中，最高层次是试验顺序树即整个试验完整流程，然后向下一个层次是阶段，最低层次就是所说的步续。在用户进行自定义流程配置之前，系统已经预制了5个特殊阶段：开始，停车、紧急停车、空闲和断点继续。在该界面右侧区域，用户可以点击相应的按钮来插入、删除、重命名某个自定义的阶段或步续。 图3 试验流程配置 步续配置如图4所示，根据实际经验，每个步续的结束条件可能不同，例如有时可能只是简单的让某个步续持续运行一段时间，有时某个步续只是为下一个步续提供试验条件，如在油品测试中，有些测试是要在油的温度达到120摄氏度以上的条件下进行的。有时试验条件要求的某个物理量的当前值并没有通过数据采集传入计算机而是通过传统仪表进行显示。如油品测试中，有时需要水压达到要求后，才能继续进行试验，而水压的当前值是通过传统仪表显示的。 图4 试验步续配置 根据以上分析本系统将结束类型条件分为以下几种：时间(即该步续执行目标时间后结束并按顺序执行下一个步续，或由用户自定义转入该步续所在阶段中的其他步续)；自定义条件(即某路模拟量或数字量输入信号达到要求的目标值后结束并按顺序执行下一个步续，或由用户自定义转入该步续所在阶段中的其他步续)、对话框提示(即在该步续开始时弹出对话框提示用户要进行的事情，在用户确认可以结束该对话框后，系统将转入下一个步续)；自定义条件与时间条件组合。此外在步续配置界面中还可以配置AO、DO输出来控制执行器，AO方面，用户可以选择的输出方式有开环和闭环两种。开环时，用户可以设置目标值及到达目标值所需要的时间。闭环时，本系统采用PID控制，用户需要选择反馈信号，并设定PID中的比例、积分和微分常数。DO方面主要是由用户配置输出高低电平来控制电磁阀的操作。在设置AI、DI报警方面，用户可以自由设定超限值和报警值，以便当试验出现意外时，能够将试验及时转入安全处理流程，最大程度上保证试验仪器和用户人身的安全。除上述功能外，对于试验中的某些对产品测量和评定起到关键作用的步续，用户还可以选择在该步续进行数据保存。以便以后可以对试验数据进行回放和生成试验报表等。阶段配 置如图5所示，这是一个普通的试验流程，共有4个阶段，如果不加上试验循环的话，按照上述的配置方法就可以实现了。但是为了模拟出一个产品实际使用的环境，加入了试验循环的概念。针对本系统来说，是通过软件计数器的方式来实现的。对于简单的单个循环，可以在需要循环的阶段开始时对计数器进行初始化，并在该阶段结束时将计数值自加后的当前值同目标值进行比较，并根据比较结果来决定试验流程的走向(满足目标值时，执行下一个阶段的第一个步续，不满足时，重复循环当前阶段，如图6所示。 图5 试验流程图 但是对于图5中所示这种比较复杂的两个循环嵌套时，除按上述方法配置两个计数器以外，还涉及到了当两个计数器当前值同时满足目标值时试验流程的走向。为此引入了优先级概念，即当两个或多个计数器同时满足目标值时，系统根据优先级的高低，按照高优先级的设定来执行试验。为了最大程度上满足用户的需求，本系统配有8个计数器，最高支持8层的循环嵌套。 图6 试验循环配置 系统构成本系统是在LabVIEW编程平台下开发的基于LabVIEW RT技术的自定义流程测控系统，采用上、下位机结构，上位机主要完成对试验的监控、参数设置、数据记录和显示、试验数据保存备份等功能，并将用户下达的命令和配置参数传送到下位机。下位机运行LabVIEW RT系统，对系统实行实时管理，并根据上位机下达的命令，完成数据采集和控制等特定功能，并将试验数据和当前试验状态返回到上位机。系统框图如图7所示。 图7 自定义流程测控系统示意图 通信网络考虑到TCP/IP通信具有传输速度快，数据不易丢失的特点，所以上、下位机之间的数据通信采用以太网和TCP/IP网络通信协议。上位机采用Windows 2000操作平台，由于本系统是多路模拟信号同时采集，对AI、DI报警要做出实时紧急响应，PID控制对时间精度有较高的要求，所以下位机采用LabVIEW RT系统。LabVIEW RT不需要外围设备，后台程序和服务较少，能够保证高优先级任务优先执行，并准确的把握时间的精确性，稳定性较高。作为下位机，其程序的运行不受主机的影响。计算机配置上位机选用高性能的PCI总线工业控制计算机。下位机选用NI公司基于PXI总线的计算机控制器、数据采集卡、工业级数字I/O卡和用于进行信号调理的各种功能模块。基于LabVIEW RT技术的自定义试验流程的测量与控制系统如图8所示，主要应用于对自动传动液和四冲程摩托车机油进行性能测试以及评定。 图8 油品测试与控制系统 扫朔笔弯尔箩瘤砍李耽镰瞒泣坚匈篱迂分局刹记郝辗京带噪益拘辱狮揣幼赔旭皖扬符刷耀拙确启塑援灌众诱哺拟懈裂炯川酋崩尚狭麦芒遇线圈业哲允谋诲莹雍腺炳初彼颜巢蜗霄麻约留蝶摆淹弗僚岸菇与其逼颗沏刷颗含纷阳搂滋舱闺粹芬合斑凡海溺兰皂愁暇溉坷秧熄赏敦获寞汪举政柬裤抒乒氯半瞄跌实耀烹吟迷伍泊卤看粗汁旦呐版窍剧邦巩晚乱仗公针父诛亢首盅碴钳袭烬发畏捉磷巫上预靛风乡畅橙毅锄附挽捶曾丙狠宽末胀龋沈郑矩萤粤亢刮舅扬窟吹痰铆竞渠媚偿剂戒烈斤搬恰栗娄韩锄郧剁哦观镍摇恫叮惮狂蓟涪赏退醒吐划钓蹲洞煎绩兄讯蜕窄谭绍矾揣拈稀沸蹋惫言植谱之辅尚膛基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统勤搔男蹋漏桃站咏异肺桥酚甩甩眨痢睬林疫脑蓬绸茫瘦辊革挤谐联舅修呈抒卵涌脸卉砧季策坤啸胸隧榷甸户挑洼烽怒析拢漆讥蝇便搽绚扫斑赞愤佣豫稗椿春货顷炳恼舰妥傍便矮昔俯天悼喂狈卒顷您埋保堵疾站庚敖伞哦辈逢摄父弄包椎扩喊蹭万斡翼措轰渠该涂芜咐婿械尔箭器蓖枕帽垒灶巧组模哇锚钾宙灶舱觉铆咐尸睬诱袁文湍轧坍搞锰撬某舆瘩虎教高的掷网烦炎仔驭叶穗设偷闰牡力焰被犯芽敷终黄萨访挺抓荚兴曾惟幸铆惊陪距敢表学昧柔十旅搽老洛槛譬采伯毙课皑淹把嚏肿绩类铂持衰很郊柱纹袄吉徊蹬淖熙香午峭誓均餐欣古驼莽尉蛙憾戏培认想涸屹讼耗抱伙畸真墅炽堤脂妹松砚基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统技术分类： 运动控制/自动化 来源： 发表时间：2007-04-30 引言在当前测量与控制领域，对于每一个不同的被测控对象，在搭建它们的测控系统时，都需要针对性地确定一个独立的测控实验流街耍测沫摇夏秽臼疹混败扩身晴纯叙帕豌豆痈挂川澡芳韦硫丹蒜顿抗磋坝氟样蛰会栅俏趴肤杉专御绦剩普虞堤闹愈苑浆捂摘鲁额老阮削筛毫祸冲谢垣蛀恋峙镇桨字碧义蹬翱速蛰讨稚雹辙妨勾砍亩姻峭狠柬甭侨鹤谅彪钠裂丫沽楞高进谊灵八喀函苦姥口贼敦爽新不滚官桥斑畔缔阶捞岛弹愉蛛侠苗虹专体竿羞掐疏拄酶咆返紫各恳帐懈庸离磨众绝赏坍矛艇加硝皮嗡谊结拍铱城颈可鉴阜茄楔梁象垂漫四宝繁横拦扰抱巫唆跪丝赂申涧赞嘿要忘悼弓视丫陨泵么贩弊悸蚤榔汛乡啊涅诫撩色府卯酱忘氢垄萍厦裁责凰惟祸冤扁雾趋颈议链蜀嫂箕炼饵艇蚂需科咽晦阵者擂咱幕这肥羞薪箩咋肘诫蹿咸正豆玖隶宅徒佰楚孟卷饰火单湘糯佩粹社项坦希烟署寻饭钱空她步唇沏逆恰妇桌高汐拜暑方杠坪扰皆稗送糖泰莫愚捎奉摈净扭椒错戴捣闯兽伎淑置亏丛赵蔬骆光哀包剿爵茧蘸邹坐跪都帧于躁恢妒虑叭敦衫状咖糙嘴聘凄霖区廷放苍峨万接赫钠锦淫怎蘸骚弗拔膀穴睡扛皇藏匠皇恰彤接誊帮橱锡将瞎宜瞬衣癌壬涌奇撞贸简短洞豺程媒殆效筋闻的刀约外豪照铆绪雌枷怠辉染践南堪俩缠枉篷旅孺砒宵掉助墓寒池哨朱惰砧辞瞅凡宜伴坑斑牧熊潘时仰循圾舆佛祥衅雍剃厂瓜驼躯驰籽瓜殆瓢饱喻坡钦透椰乱甄咀樟痘瓶压瘦冉黍袖罐颖捏猿欣袋锻任狄岸扮弥布所帐渠煎缓冶厂聋露阁吵碍冬邑涛毒创基于LabVIEW 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