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1、摘 要温度是馏程分析的一重要部分,在馏程分析中,需要进行温度测量、监控和记录。据统计,温度测量占工业生产中各种检测总量的 50%左右。测温的方法也多种多样。但是,常规测温法存在许多缺点,这促进了测温技术中新原理、新技术、新方法的发展。虚拟传感器、红外测温技术等代表了未来测温技术的发展方向。本文提出的温度采集检测系统采用LabVIEW图形化编程语言,主要针对馏程分析应用,模块化方法设计开发,增强了软件的可靠性、稳定性、应用广泛性。该测控系统通过对温度数据的采集与处理等功能子模块实现了温度的实时显示、分析等功能。波形实时显示模块相当于一个虚拟的数字示波器。该模块采用LabVIEW语言编写,设计出操
2、作简单、可靠性商、可维护性好、具有交互式的图形界面的检测系统。该系统主要功能如下： 自动产生随机温度并采集,温度曲线显示： 显示温度,并鹃切换摄氏和华氏模式； 可设置温度报警上限,超出限度即报警,并记录报警次数； 进度指示；能实现中途暂停采集；关键词：虚拟仪器； LabVIEW；温度测量：数据采集目 录摘要I目录II绪论1第一章虚拟仪器与LabVIEW介绍21.1 虚拟仪器发展史21.2虚拟仪器技术应用研究容和目的41.2.1 基于虚拟仪器技术应用系统的设计41.2.2 虚拟仪器开发平台的远程网络功能的扩展41.3虚拟仪器技术概述51.3.1 虚拟仪器的概念51.3.2虚拟仪器与传统仪器的比较
3、51.3.3虚拟仪器测试系统的组成61.3.4虚拟仪器I/0接口设备71.3.5虚拟仪器的软件结构91.3. 6虚拟仪器的开发软件91.3.7本课题所采用的图形化虚拟仪器开发平台一LabVIEW101.3.8基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计结构和特点11第二章虚拟仪器技术认识16第三章热电偶温度记录仪硬件设计173. 2 软件部分温度检测的设计思想173.3 热电偶的选择173.4 数据采集卡的选择17第四章热电偶温度记录仪软件设计194.1热电偶温度记录仪的软件设计结构图194.2.1用户登录前面板194.2.2温度采集前面板设计204.2.3温度记录前面板设计214.2.4温度查询
4、前面板设计224.3.1用户登录模块程序设计224.3.2通道选择模块程序设计234.3.3温度采集模块程序设计244.3.4温度报警模块程序设计254.3.5数据库访问模块程序设计264.3.6数据庠写入模块程序设计264.3.7数据库查询模块程序设计274.4 系统程序调试28第五章总结30参考文献31致32附录33 / 绪 论课题的来源及研究意义所谓温度,就是指物体的冷热程度。温度对人类生活、工农业生产有很大的影响。在生产与生活中,几乎所有的科学研究、工艺流程、生产过程都需要用到温座的检测与控制。物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关,大多毅生产过程均是在一定温度围进行的,温度过高或过
5、低都会对产品的质量和产量造成一定的影响,甚至还会使产品报1竞、设备损坏。在国防、军孪、科学试验及工农业生产过程中,温度的测量具有十分重要的作用。进入21世纪以来,作为测试技术的一个分支,虚拟仪器的开发和研制在国得到了飞速的发展。虚拟仪器是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果,利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,并利用 I/0 接口设备完成信号的采集、测量与调理,从中完成采种测试功能的计算机仪器系统。本系统使用LabVIEW图形化编程语言作为开发平台,在这个平台之上,根据需要自行定义了馏程数据采集的功能,组建了馏程温度检测系统并构造仪
6、器面板。论文主更研究容馏程采集的数据进行实时的分析处理、并生动直观地显示出数据、波形。本论文主要是使用LabVIEW对馏程温度进行分析。以下容主要介绍使用LabVIEW对馏程温度的设计。第一章 虚拟仪器与LabVIEW介绍1.1 虚拟仪器发展史所谓虚拟仪器. 实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体. 从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量,控制能力结合在一起. 大大缩小了仪器硬件的成本和体积.并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从发展史看,电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器,由于计算机性能以摩尔定
7、律 每半年提高一倍飞速发展,已把传统仪器远远抛到后面。虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势. 但它并不否定传统仪器的作用它们相互交叉、又相互补充. 相得益彰、在高速度、高带宽和专业测试领域. 独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域. 虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作,但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏,是传统的独立仪器难以胜任的,甚至不可思议的工作。专家们指出. 在这个计算机和网络时代,利用计算机和网络技术对传统的产业进行改造,已是大势所趋,而虚拟仪器系统正是计算机和网络技术与传统的仪器技术进行融合的产物. 因此. 在21世纪,虚拟仪器将大行其道. 日渐受宠,将会引发传
8、统的仪器产业一场新的革命。LabVIEW是 Laboratory Virtual Instrument Workbench简称,是由美国国家仪器公司创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具。N1 公司生产基于计算机技术的软硬件产品,其产品帮助工程师和科学家进行测量、过程控制及数据分析和存储N1公司于1970年由James、Truchard、Jeffrey Kodosky、William Nowlin创建于德克萨斯州的Attstin。当时3人正在位于Austin的德克萨斯大学应用研究实验室为美国海军进行声响应用研究,寻找将测试设备连接到的DEC PDPL-11计算机的方法。Jame
9、sTruchard于是决定开发一种接口总线,并吸纳Jeff和Bill共同研究. 终于成功地开发出LabVIEW并提出了.虚拟仪器这一概念.在此过程中,他们创建了一家新公司一National Instruments。从事研究、开发、生产、测试工作的工程师和科学家以及在诸如汽车、半导体、电子、化学、电信、制药等行业工作的工程师和科学家已经使用并一直使用LabVIEW来完成他们的工作。LabVIEW在试验测量、工业自动化和数据分析领域起着重要作用。例如,在NASA美国国家航空和宇宙航行局的喷气推进实验室,科学家使用LabVIEW来分析和显示火星探测旅行者号自行装置的工程数据. 包括自行装置的位置和温
10、度、电池剩余电量,并总体监测旅行者号的全面可用状态。LabVIEW程序称为虚拟仪器或简称为 VI。LabVIEW不同于基于文本的编程语言 ,它是一种图形编程语言.其编程过程就是通过图形符号描述程序的行为。LabVIEW使用的是科学家和工程师们所熟悉的术语.还使用了易于识别的构造 C语言的圈形符号。即使具有很少编程经验的人也能学会使用LabVIEW,并能够发现和了解一些有用的基本原则。LabVIEW 提供了大量的虚拟仪器和函数库来帮助编程。LabVIEUF6. 0 中提出了一个新的重要功能,称为 Express VI。由于VI配置可以通过对话框完成,因此Express VI允许用户位于Funct
11、ions选项板,是以白色背景、蓝色边框的形式出现的。L8bVIEW也包括了特殊的应用库. 用于实现数据采集、文件输入/输出、GPIB和串行仪器控制以及数据分析。LabVIEW包括了常规的程序调试工具,用这些工具可以设置断点、单步执行程序及动画模拟执行.以便观察数据流。在不同类型的图表和图形上,LabVI醐提供一组有效的 VI 用于数据显示。LabVIEW 是 N1 推出的虚拟仪器开发平台软件,它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用户快捷地构筑自在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。LabVIEW采用图形化编程语言C语言,产生的程序是
12、框图的形式,易学易用. 特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用. 可在很短的时间掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说,编程就像设计电路图一样；因此,硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习 LabVIEW驾轻觥熟. 在很短的时间就能够学会并应用 LabVIEW。也不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。LabVIEW不仅容易学习和使用,而且它的功能十分强大。像 C或 C+等其它计算机商绿语言一样. LabVIEW也是一种通用编程系统. 具有各种各样、功能强大的函数库. 包括数据采集、GPIB、串
13、行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储. 甚至还有日前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具,如设置点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式,可以连续、动态地观察程序中的数据及其变化情况,比其它语言的开发环境更方便、更有效。而且 LabVIEW与其它计算机语言相比. 有一个特别重要的不同点：其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行,而LabVI耶采用图形化编程语言-C语言。LabVIEW程序又称为虚拟仪器,它的表现形式和功能类似于实际的仪器,但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。因此,LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设
14、备的参数和功能的场合. 及对信号进行分析研究、传输等场合。1.2虚拟仪器技术应用研究容和目的虚拟仪器技术应用研究的方向是多方面的. 从本系统研究容方面可分为：基于虚拟仪器技术应用系统的设计；虚拟仪器开发平台的远程网络功能的扩展；1.2.1基于虚拟仪器技术应用系统的设计基于虚拟仪器平台的应用系统的设计是本论文的重点,其主要容是利用虚拟仪器技术.组建功能强大的检测系统。虚拟仪器平台提供给仪器设计人员设计所需的丰富功能控件,针对实际的测试任务可在很短的时间完成检测系统的设计。但如何充分而合理利用这些功能控件构建检测系统. 是一个值得深入研究的问题,需要做大重的工作。首先要熟悉 LabVIEW中的功能
15、控件,多研习优秀的程序设计,通过大量的实践. 才能很好的掌握和运用。虚拟温度检测系统设计是基于虚拟仪器平台的应用系统开发方面所做的研究,研究主要涉及如何利用虚报仪器平台的功能控件构建一个集信号采集、分析和处理为一体的检测系统。1.2.2虚拟仪器开发平台的远程网络功能的扩展 随着社会的发展,人们越来越需要网络化的测控系统。大型机械设备的多点远程监测、地区环境的多点监测、危重病人的远程多点监测与会诊. 电能的自动实时秒表系统. 以及远程网络教学实验的发展等,都需要测控系统的网络化. 计算机网络技术的不断发展,拓展了虚拟仪器的应用围。利用局域网或Internet即可实现远程测控的功能. 构成远程虚拟仪器。有了远程虚拟仪器,不但昂贵的硬件资源可以共享. 也使大量实际问题得到了解决.随着网络技术的深入,网络化成为了虚拟仪器技术中的一个最重要的发展方向,并且很多测试任务也需要测试系统的网络化. 将数据通过网络发送到远程端。网络化的虚拟仪器目前是虚拟仪器技术的一个发展的趋势。1.3虚拟仪器技术概述虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代. 当时的计算机测控技术在国防、航天等领域已
