关键字 |
使用虚拟仪器数据采集,使用虚拟仪器控制流程变量。 |
介绍 |
虚拟仪器[1],[10]是一种图形化的编程语言,使用图标,而不是行文本来创建应用程序。与基于文本的编程语言,指令确定程序执行,虚拟仪器使用数据流编程,数据流确定执行顺序。虚拟仪器还包括几个向导来帮助您快速配置采集设备和计算机工具和构建应用程序。在虚拟仪器中,您构建一个用户界面通过使用一组工具和对象。用户界面被称为前面板。然后添加代码使用的图形化表达函数控制前面板对象。框图包含这个代码。在某些方面,方块图类似于流程图。用户与前面板当程序正在运行。用户可以控制程序,改变输入,看看数据实时更新。 Every front panel control or indicator has a corresponding terminal on the block diagram. When a VI is run, values from controls flow through the block diagram, where they are used in the functions on the diagram, and the results are passed into other functions or indicators through wires. |
测量的过程变量 |
流程变量[3],如温度,压力,流量和水平监测使用相应的传感器和相应的值从虚拟仪器控制。下面讨论的各种流程变量。 |
温度:分离和反应过程的温度控制是很重要的,和温度必须保持在一定范围内,以确保过程设备的安全可靠运行。温度可以通过许多方法来衡量;一些更常见的在本节描述。过程的温度传感器保护材料,以防止干扰适当的传感和消除损坏传感器。因此,一些身体强壮,耐化学过程和传感器之间存在障碍;通常,这一障碍称为鞘或热电偶套管,尤其是对热电偶传感器。这种障碍的另一个优点是能够删除替换,校准传感器在不影响流程操作。 |
热电偶:当两种不同的金属连接在不同的温度下,一个电动势(emf)。冷端,称为参考,是维持在一个已知的温度,温度的测量结位于待定。的温差可以确定测量电动势。温差之间的关系和emf已经确定。 |
电阻温度探测器(RTD):许多金属的电阻随温度变化;金属的电阻随温度升高而用于高压[6]。因此可以确定温度变化的金属丝的电阻温度对电阻的影响 |
RT= RT0(1 +αT) |
RT电阻, |
RT00°C的阻力在基地的温度, |
T的温度传感器(RT待定)和温度系数α的金属。 |
有时这种线性关系提供了足够的精度,但非线性相关性可用于精度高(ω,1995)。简要常用应用程序中提供的精度高于热电偶是必需的。 |
水平:在工业、水等液体化学品,溶剂被用于各种流程。液体的存储可以通过测量液体的容器或容器。影响程度不仅交付的数量,而且压力和流速的容器。[4]水平传感器检测水平的物质像液体一样,泥浆颗粒材料和粉末。被测物质可以在容器或可以在它的自然形式(如河流或湖泊)。水平测量可以是连续的或点值。 |
压力:压力传感器测量通常的气体或液体的压力。压力是一个表达式的阻止流体膨胀,所需的力,通常是表示单位面积上的受力。通常一个压力传感器作为传感器;[2]它生成一个信号的函数施加的压力。对于本文的目的来说,这样的一个信号是电。 |
差压传感器:这个传感器措施的区别两个压力,一个连接到每一方的传感器。差压传感器是用来测量许多属性,如滴在油过滤器或空气过滤器的压力,液面(通过比较上方和下方的压力液体)或流率(通过测量压力的变化在一个限制)。技术上来说,最大的压力传感器是差压传感器;例如衡量压力传感器仅仅是一个差压传感器,一边是开放的环境氛围。 |
流:流量是复杂的,很难测量的数量。没有原则直接测量流量。减少压力的流体由差压变送器测量。我们将能够找到流量通过提取的平方根压差[4]。差压流量计有主要和次要的元素。孔板的形式的主要元素,文丘里,流喷嘴将产生流动的动能的变化。这种动能的改变会产生压差。二级单位将测量差压和提供一个电信号传输到远程过程控制仪表。 |
在虚拟仪器监控过程变量 |
上面讨论的各种过程变量从植物和监控作为虚拟仪器的输入参数VI通过数据采集系统。图1所示的框图。给出了温度监测和控制过程的细节站使用虚拟仪器 |
所需的变量与设置点和控制器算法开发,控制或错误信号发送回工厂通过康柏采集控制流程变量。在本文中讨论了温度测量过程或植物和控制开关控制器。 |
虚拟仪器VI划分为两个windows即,前面板窗口中所有的输入和输出变量。可能的输入控制和输出可能是一个指标即图形指标,数值指标或者仅仅是真或假的情况。RTD温度传感器(电话)是9219年镍连接到模拟输入模块,该模块配置在VI中通过采集助手。温度测量虚拟仪器与设置点,采取必要的控制操作。图2 (a)和图2 (b)。显示了配置采集助理在虚拟仪器前面板和流程框图见图3。倪cdaq - 9174是一个4 -槽倪康柏采集USB底盘设计为小,便携,mixed-measurement测试系统。模拟输入模块NI9219用来探测RTD的模拟信号(温度) |
测量温度和高压 |
所有高压通常是在一个红色和黑色或红色和白色导线颜色组合。红色的线是励磁线和黑色或白色电线电线。如果你不确定哪些电线连接到电阻元件的哪一边,你可以使用一个数字多用表(DMM)来衡量领导之间的电阻。如果有接近0Ω电阻,然后导致连接到相同的节点。如果电阻接近名义计电阻(100Ω是一种常见的RTD名义计电阻),然后电线你测量电阻元件的另一侧。此外,参考RTD规范找到特定设备的激励水平。大多数仪器提供类似销配置RTD测量。下面的示例演示了一个RTD测量使用NI CompactDAQ底盘和NI 9219模拟输入模块。 |
RTD[6],[8]是一个被动测量装置;因此,您必须提供一个励磁电流,然后读其两端的电压。你可以方便地改变这个读温度用一个简单的算法。避免自动加热,这是由电流通过RTD,尽可能减少这种励磁电流。主要有三种不同的方法来使用高压测量温度。 |
双线式——RTD信号连接 |
连接红色RTD导致激发积极的。一个跳投从激发积极销渠道积极在数据采集设备。连接黑色(或白色)RTD导致激发负面的。放置一个跳投的激发-到通道-数据采集设备。 |
在双线式方法中,这两个线,提供励磁电流的RTD和RTD的两线电压测量是相同的。最简单的方法把温度读数的RTD是使用二线方法;然而,这种方法的缺点是,如果电线的引线电阻很高的电压测量,签证官,明显高于在RTD本身存在的电压。 |
在虚拟仪器控制 |
一旦身体建立了室温测量RTD和RTD温度传感器的接口采集图7所示(a)和图7 (b),这取决于应用程序,设计合适的控制器[3][7][9]。这里我们展示了如何设计一个简单的在虚拟仪器——从控制器。 |
开关控制器的设计 |
关闭加热器 |
这里的开关控制器设计,即流体的温度测量使用RTD通过采集与设置点。如果流体达到所需的温度加热继电器开关是关闭的。(继电器)。图8(一个)显示了虚拟仪器设置关闭继电器。 |
流体的温度低于所需温度然后从第六信号生成激活继电器开关打开,以及关闭。图8 (b)显示了打开继电器虚拟仪器设置。 |
结论 |
在本文,简单的开关控制器设计温度测量的虚拟仪器。所使用的传感器是RTD [7]。这项工作可以扩展到其他所有过程变量(物位、流量、压力等)以及其他类型的控制器如P, PI、PID可以使用虚拟仪器设计及其相应的模块。这个过程也可以用于高站在各行业使用虚拟仪器通过其相应的模块。 |
数据乍一看 |
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图1 |
图2一个 |
图2 b |
图3 |
图4一 |
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图4 b |
图5一个 |
图5 b |
图6 |
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引用 |
- Jevoitha杰罗姆,使用虚拟仪器“虚拟仪器”。
- 特里Bartelt“过程控制系统与仪表”,ISBN - 13:978 - 81 - 315 - 0772 - 8
- 乔治。斯迪法诺普洛斯、“化学过程控制——理论和实践概论”,ISBN: 978-81-203-0665-3
- 韦恩Bequette。,“Process Control Modelling Design and Simulation”, ISBN – 978-81-203-2265-3.
- AsanGani M.J.E.香肠”一个基于虚拟仪器的数据采集系统振动监测和分析”
- d . Patranabis“仪表和控制”,ISBN: 978-81-203-4246-0。
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- Wenlian李;李阳;小粉丝,“数字温度测量及自动控制系统的设计和实现,“计算机应用和系统建模(ICCASM), 2010年国际会议上,vol.10,没有。pp.v10 - 407 22-24Oct v10 - 409。2010年
- Koprda,美国;Turcani m;Balogh, Z。,"Modelling, simulation and monitoring the use of LabVIEW," Application of Information andCommunication Technologies (AICT), 2012 6th International Conference on , vol., no., pp.1,5, 17-19 Oct. 2012.
- Santori, M。,"An instrument that isn't really (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)," Spectrum, IEEE , vol.27, no.8,pp.36,39, Aug. 1990
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