基于虚拟仪器技术的加热炉温度控制系统设计

摘  要

LabVIEW开发虚拟仪器具有周期短、性价比高、开放灵活等优点，所以本次设计的加热炉温度控制系统就是使用了这种软件。

加热炉系统温度控制是一个闭环控制系统，具体实施是将数据采集卡采集到的电压信号，转换为相应的温度信号，并与给定的温度值进行比较，产生的偏差将作为PID控制器的输入量，再将PID控制器的输出量加以转换控制输出脉冲的信号，控制可控硅的通断，即可实现加热炉系统的温度控制。

整个系统由数据采集卡实现数据采集和脉冲信号的输出，而中间环节全部由LabVIEW软件来实现。实际运行的结果表明本系统成功的实现了任务要求。

 

关键词：PID控制器 数据采集  输出脉冲信号

目     录

 摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章  绪论 1

1.1  课题背景 1

1.2  LabVIEW软件简介 2

1.2.1  LabVIEW软件的程序编辑 3

1.2.2  VI调试技术 4

1.3  研究内容 5

第2章  炉温控制系统方案设计 6

2.1  加热炉的硬件原理 6

2.2  炉温控制系统方案设计 8

2.3  经济效益分析 10

第3章  炉温控制系统的数据采集及处理 11

3.1  数据采集 11

3.1.1  数据采集的过程 11

3.1.2  数据采集设备 11

3.1.3  信号的参考点和信号的连接方式 12

3.1.4  基于LabVIEW的数据采集系统总体结构 13

3.2  数据处理 14

3.3  图形显示 15

第4章  PID控制器设计及控制信号输出 17

4.1  PID控制器设计 17

4.2  控制量转换及输出脉冲信号 21

4.2.1  控制量转换 21

4.2.2  输出脉冲控制信号 22

第5章  系统程序及界面设计与结果分析 25

5.1  系统调试 25

5.2  界面设计 25

5.3  程序执行 27

5.3.1  PID控制器参数整定 27

5.3.2  凑试法整定PID参数 28

结  论 31

致  谢 32

参考文献 33

附录1  加热炉温度控制软件程序清单 34

附录2  加热炉温度控制元器件清单 35