毕业设计（论文）-工控机在太阳能制冷系统中的应用.doc

陕西理工学院毕业设计题 目 工控机在太阳能制冷系统中的应用 学生姓名 学号 所在学院 物理与电信工程学院 专业班级 通信1202 班 指导教师 _ 完成地点 物电学院实验教学中心 2016年6月3日第III页 共38页陕西理工学院毕业设计工控机在太阳能制冷系统中的应用作者：（陕理工物电学院 通信专业 1202班，陕西 汉中 723003）指导老师：摘要太阳能作为一种绿色的可再生能源，已经融入到了各种行业中，太阳能吸收式制冷技术是当前热点之一，有效检测太阳能制冷系统中的各种环境参数是保证其正常工作的前提和基础。本设计主要研究基于工控机系统的太阳能制冷系统监测技术与系统，该系统以研华工控机为主控机，利用数据采集卡来收集太阳能制冷系统中的环境参数（如温度等），通过数据接口将采集数据送至工控机主机，工控机上运行利用LABVIEW设计的太阳能制冷系统的监控软件系统，该软件可实时显示检测数据及其变化规律，具有异常状态提示功能及调节控制操作功能，调节控制指令通过工控机通信接口送至继电器板卡，利用继电器板卡完成调节设备电源通断控制。受诸多因素限制，本设计仅完成的监测软件的部分功能，尚未形成完整的闭环检测与控制系统功能。 关键词 工控机;LABVIEW；数据采集卡1The application of industrial control computer in solar energy refrigeration technologyThe author:yuanyu（Grade12Class 02ajor Communication engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi）Tutor:Fu MingxingAbstract: Solar energy as a kind of green and renewable energy, has been integrated into a variety of industries, solar absorption refrigeration technology is one of the hot spots, all kinds of environmental parameters on the effective detection of solar refrigeration system is the premise and the foundation to guarantee the normal work. The main research design based on IPC system of the solar refrigeration system monitoring technology and system, the system based on the Advantech IPC as the main control machine, environment parameters by using data acquisition card to collect solar energy in the refrigeration system (such as temperature), through the data interface data sent to the host computer monitoring software, operating system using solar energy refrigeration system design of LABVIEW industrial computer, the software can display real-time detection data and its variation with abnormal state prompting function and control functions, control instruction through the IPC communication interface to the relay card, using the relay board to complete the on-off control of power conditioning equipment. By many factors, this design only complete the function of the monitoring software, has not yet formed a complete closed-loop detection and control system functions.Key words:IPC;LABVIEW; data acquisition card1 目录1. 引言11.1 太阳制冷技术及应用现状分析11.2 系统需监测的环境参数类型及本课题的目标12. 工控机系统及LABVIEW软件22.1.工控机系统的介绍22.1.1.工控机主机分类22.1.2.典型的工控机组成22.1.3工控机控制系统的基本分类22.1.4典型的工控机系统构成22.2.LABVIEW软件的介绍42.2.1. LabVIEW前台显示面板42.2.2. LabVIEW后台控制面板42.2.3. LabVIEW程序执行流程42.2.4. LabVIEW中的仪器控制和驱动52.2.5.仪器驱动的概念52.2.6.常用的仪器通信方式52.2.7. LabVIEW支持的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器的驱动52.2.8. VISA简介63.系统设计与实现83.1 系统方案图83.2.数据采集模块83.3.LABVIEW显示模块93.4.控制模块113.5.结果分析124.总结14致谢15参考文献16附录A17附录B21附录C：PCLD8710技术图表24附录D：PCI1761继电器说明25附录E：PCLD1710u管脚图301. 引言1.1 太阳制冷技术及应用现状分析利用可再生能源和其它类型的能源可有效缓解世界范围内的能源紧张和环境污染问题，太阳能是一种清洁、可再生能源，长期以来一直受到科技界的高度重视。太阳能制冷技术之所以能成为制冷技术研究的热点是因为它具有独特的优点。首先是节能，国际上民用空调所耗电能占民用总电耗的50%，太阳能制冷用于空调，将大大减小电力的消耗、节约能源;其次是环保，据蒙特利尔议定书说明，目前压缩式制冷机主要使用的CFC类物质因对大气臭氧层具有破坏作用应停止使用，太阳能制冷基本采用非氟烃类的物质作为制冷剂，臭氧层破坏系数和温室效应系数均为零，适合当前的环保要求，同时减少燃烧化石能源发电所带来的环境污染。 1、太阳能吸收式制冷原理和特点 太阳能吸收制冷是利用液体浓度变化来取得冷量的装置，即制冷剂在压力的作用下蒸发吸热，然后利用吸收剂吸收掉制冷剂产生的蒸汽，吸收过程中产生的热量被冷却水所吸收，生成的浓溶液自泵送进发生器被太阳能加热后蒸发产生高压蒸汽后送进冷凝器进行冷却，余下的溶液回到吸收器继续下一个循环。它的原理是把压缩机换成了发生器和吸收器，消耗的是太阳能。吸收式制冷的特点与制冷所使用的制冷剂有非常大的关系，目前用于制冷的制冷剂可分为氨系、水系、氟利昂系和乙醇系四个大类。吸收式空调采用溴化锂或氨水制冷机方案，技术虽然相对成熟，但系统对的成本要远高于压缩式，目前主要使用在大型的空调上，像中央空调等。 2、太阳能吸收式制冷的研究现状及发展 在1932年，太阳能吸收式制冷就得到了发展，但是由于它的成本较高，工作效率也不能达到理想状态，所以一直没有得到足够的重视。随着后来科技的慢慢进步，太阳能制冷才开始显露头角。1992年世界的能源产生了巨大的危机，发达国家才开始重视太阳能制冷，这个时候吸收式制冷就得到了发展和普及。 太阳能吸收式制冷用的能源因为是太阳能，所以温度不高，即使使用特殊的集热器，温度大概也在100左右。所以，基本采用的都是单效制冷的循环模式。陈滢等发明了一个增大热源温差的双级单效型吸收式制冷系统，这个系统加入了一个换热器和发生器。经计算和实践，它的COP值在0.42到0.62之间，而且它的出口温度能达到55。这个系统的COP虽然高，但是由于它的成本十分高，而且系统十分复杂，故陈光明等人又想出了单效单级系统，新的系统采用了热变器原理，它和传统系统比就是多了一个压缩机。采用单效双级制冷循环虽然COP值高，但其系统复杂，初投资高，因此陈光明等人又提出了采用热变器原理的单效单级循环，新循环比传统循环多了一个压缩机。太阳能吸收式制冷的运行十分复杂，而且系统也相当庞大。且由于吸附式技术还不成熟，所以现在就只有研究如何将吸收式制冷系统缩小。太阳能是无污染且取之不尽的自然能源，所以对太阳能制冷的研究就是要提高它的效率和提高它的实用性。随着现在发展起来的绿色建筑，与其相对应的太阳能吸附式、吸附喷射式制冷、新型的喷射式制冷如热管喷射式制冷技术必然会有迅速的发展。1.2 系统需监测的环境参数类型及本课题的目标对于太阳能制冷技术而言，需要监测的可分为环境温度和储能介质温度。而本课题的主要目标则是结合工控机和LABVIEW软件设计一个智能空调的降温系统。工控机是专为工业环境下过程控制设计的专用计算机,其特点突出、应用广泛。太阳能制冷系统结构复杂，为提高其运行效率必须配套控制系统。使用工控机设计一个数据采集及控制系统，保证系统工作在最佳状态，有最高的工作效率。2. 工控机系统及LABVIEW软件2.1.工控机系统的介绍2.1.1.工控机主机分类按照所采用的总线标准类型可将工控机分成下列四类:(1) PC总线工控机。有lSA总线、VESA局部总线(VL-BUS)、PCl总线、PCl04总线等几种类型工控机，主机CPU类型有80386、80486、Pentium等。(2) STD总线工控机。它采用STD总线，主机CPU类型有Intel80386、Inte180486等，另 外与STD总线相类似的尚有STE总线工控机。(3) VME总线工控机。它采用VME总线，主机CPU类型以Motorola M680， M68020和 M68030为主。(4)多总线工控机。它采用MultiBus总线，主机CPU类型有Inte180386、Inte180486和 Pentium等。2.1.2.典型的工控机组成(1)加固型工业机箱。由于工控机应用于工业环境，因此机箱必须采取一系列加固措施，以达到防震、防冲击、防尘，适应宽的温度和湿度范围。机箱内具有正的空气压力和良好的屏蔽。(2)工业电源。具有抗干扰能力强的电源，有防冲击、过压过流保护，达到电磁兼容性标准。 工控机核心部件是主板，其所采用的元器件满足工业环境，并且是一体化(ALL-IN-ONE)主板，以易于更换。工控机采用标准总线，如lSA总线、PCl总线等。(4)显示卡。要求具有SVGA以上。(5)软驱。一般工控机的软驱有5.2in和3.5in两种类型，还可外加一个光驱。(6)硬盘。目前工控机的硬盘容量可达160GB以上。(7)各类输入和输出接口模板。(8)彩色显示器尺寸为17in或21in。(9)键盘一般采用101标准键盘和触摸式键盘。(10)鼠标为机械式或光电式。(11)打印机用于制表打印。2.1.3工控机控制系统的基本分类按应用分类，工控机控制系统可分5大类:工业控制功能模板、模块系列(即单板机、单片机控制);集中型工控机系列;分散型工控机系统;可编程控制器及数控装置;工业自动测试系统等。按系统构成本身分类，工控机控制系统可分单机型和多机型。多机型又分集中型和分散型。工控机控制系统按结构层次基本上划分为:直接数字控制(DDC)系统、监督控制(seC)系统、集散型控制系统(DCS)、递阶控制系统(RCS)和现场总线控制系统(FCS)等 几种，其中DCS是融DDC系统、sec系统及整个工厂的生产管理为一体的高级控制系统，该系统克服了其他控制系统中存在的危险集中问题，具有较高的可靠性和实用性。但是，为了进一步适合现场的需要， DCS也在不断更新换代。近年来，集计算机、通信、控制3种技术为一体的第5代过程控制体系结构，即现场总线控制系统，成为国内外计算机过程控制系统一个重要的发展方向。2.1.4典型的工控机系统构成(1)典型的工业自动化系统的三层网络结构。工业控制的自动化可分为3个层次，从下往上依次是基础、过程和管理自动化，其中最重要的部分是过程和基础自动化。目前基础部分基本被PLC和DSC垄断，过程和管理部分主要就是由小型机器组成。图2.1所示即一个工业自动化的典型三层网络构架，它的底层就是用总线将控制设备以及工控机或者PLC设备0点连接在一起的智能层次，中间是将P町、工控机系统和操作者界面连接在一起的控制层网络，而上层的以太网以PC或工作站为主完成管理和信息服务任务。三级网络各司其职，描述了工业自动化的典型结构。在IPC的基础上通过如上三级网络设备构建成连接工厂生产过程控制到企业ER。管理层可以直接获得工厂端反馈的消息，控制端能直接执行管理层发布的命令，这样这个过程就变得显而易见，通过网络使各个部门有条不紊的连接在一起。这样就可以使管理层和控制端实现一体化。 图2.1工业自动化系统的三层网络结构示意图(2)典型的工控机:1.主机。包括主板、显卡、lSA/PCl底板、电惊、机箱等。输入接口模板。包括模拟量、开关量、频率量输入等。2.输出接口。由假设模拟量，开关量和脉冲量输出。3.通信接口。4.信号调理模块。这是工控机很重要的一部分，信号调理模块对工业现场各类输入信号进行预处理，可以分为对信号的隔离放大作用和对信号电平的统一，在对输出信号的作用体现在隔离和驱动上。信号调理模块是构成该单元的主要因素，安装在调理机箱中，该机箱最明显的特征就是具有单独的电源。信号调理模块这部分直接连接到主机对应的输入模板上，主机输出接口模板的输出连接到信号调理单元输出调理模块或模板上。我们所使用的调理模块基本都带有自己的接线端子，这样就可以很方便的操控现场的接线。5.远程采集。近年来发展了很多数字形式的采集模块且该模块是智能式的。这个模块不但体积小、而且功能性十分强，可直接安装在现场的某一个变送器处，这样就可以更方便的处理现场的信号然后与工控机通过总线连接。6.工控机软件组成：软件在控制系统中起着十分钟要的作用，它可以进行数据采集，对采集来的数据进行处理，显示采集来的数据以及控制系统的运行。可以说软件就是工控机运行的基础，没有软件，工控机就相当于一件躯壳。2.2.LABVIEW软件的介绍LabVIEW是一种程序开发型软件，和BASIC差不多的一种开发环境，但LabVIEW与它们又有着明显的区别：像C和BASIC开发环境都是采用的文本形式的编程语言，而LabVIEW的编程语言是G语言，它是图像化编程的语言，直接是框图的样子。像C或BASIC一样， LabVIEW是一个编程系统，适合用于各个方面，具有一个强大的函数库。像数据采集与显示，数据处理，控制和数据存储都是LABVIEW的专长。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画形式显示数据及其通过程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。虚拟仪器,简称VI，它一共包括3个部分，第一个是前面板，前面板可以用来显示输入量和输出量，它显示的就是模拟真实的前面板，其中控件就是输入量，指示器就是输出量。第二个就是连接器，它表示了程序流动的方向，且程序流动只能是单向的。第三个就是程序前面板，用户可以在子程序中随意的使用这些控件函数，像循环功能和算术功能等等2.2.1. LabVIEW前台显示面板程序的前面板是用户操控的界面，这一界面上有用户可直接输入控制以及输出显示两种因素，它是对真实仪器的一种模拟，具有很强大的功能。前面板上可以显示出不同类型的图标，像按钮，开关都是最常见的一种，用户可以根据自己的需求键入不同类型的图标，而且易于观察和操控，十分简捷和方便。2.2.2. LabVIEW后台控制面板后面板即是程序编辑窗口。流程图提供VI的图形化源程序，可以理解为传统程序的源代码。在流程图中队VI进行编程，以实现程序的输入和输出功能。流程图由端口、节点、图框和连线构成。 LabVIEW有三类端口：前面板对象端口、局部变量和全局变量端口是LabVIEW传输数据的唯一工具。而常量端口在整个程序中起着数据起源的作用。对象端口起着显示前面板上各种不同控件和显示数据的作用。 节点就是一种较文本语言，LabVIEW的节点大致可以分为两种类型：功能性的函数节点或子VI节点，它们的区别在于前者不可以改变，它是LABVIEW直接提供的，用户可以直接使用，但是后者用户可以根据自己的需求加以改变，使其更适合自己。 图框则是一种实现系统结构化的命令，如循环类型的控制、顺序类型的控制以及条件类型的分支等等；除了这些以外，还有其他不同类型的节点，在这里就不做详细介绍。连线代表了系统的流程，它相当于一种变量代表着框图的程序，而且这种数据的流动都是单向的。以上都是编程必须有的东西。2.2.3. LabVIEW程序执行流程宏观上讲，LabVIEW的运行机制已经不是传统上的冯诺依曼式计算机体系结构的执行方式了。传统计算机语言（如C语言）中的顺序执行结构在LabVIEW中被并行机制所代替。而且，对于那些数学和逻辑运算过程较复杂的程序，用户可以选择使用VC或者Matlab等开发工具将数学分析和处理过程编写为专用的动态链接库，LabVIEW提供了专门的接口函数可以调用之。这样，可以结合图形语言和文本语言各自优点，更为高效、灵活、易用。 2.2.4. LabVIEW中的仪器控制和驱动虚拟仪器是仪器的未来，但在工作台上还有很多非虚拟仪器，毫无疑问需要用LabVIEW控制他们。对仪器的驱动是虚拟仪器实现对真实物理信号采集的基础，当仪器驱动后，才能由软件进行数据的分析处理进而实现某种测温功能，并求取测量结果。并且，有时使用外部仪器也是可以的。2.2.5.仪器驱动的概念仪器驱动也称为仪器驱动器模式完成对某一特定仪器控制与通信的软件程序集，每个仪器都有自己独特的驱动程序，它们都是以源代码的形式存在，虚拟仪器需要实际的操作面板，所以需要相应的虚拟仪器驱动，它不仅是控制仪器的代码，更是一个对实际硬件的使用说明书，每个控件都有着它自己的功能，实时模式下，测试人员用接口和用户交流。LABVIEW是一个直接面对用户的软件，它可以位用户提供方便的操作和直观的显示，我们不用了解这些硬件，只需要通过驱动程序就可以使用，当需要更换其它的硬件设备时，厂商只需要将新的链接发给用户，然后更新掉驱动程序，这样新的硬件就可以运行了。2.2.6.常用的仪器通信方式 GPIB：通用接口总线（General Purpose Interface Bus）。有时候成为HP-IB（Hewlett-Packard Interface Bus）和IEEE 488.2总线（Institute of Electronic Engineer standard 488.2），它几乎是任何仪器与计算机通信的世界标准。IVI：可交换虚拟仪器（Interchangeable Virtual Instrument）。可以与许多不同的仪器协调工作的仪器驱动（用来控制外部仪器的软件）标准。、LXI：LAN在仪器领域的扩展（LAN eXtension for Instrumentation）。LXI协会给予工业标准以太网技术，为小型和中型系统提供模块化、灵活性和性能的仪器平台建议标准。RS-232：232号推荐标准（Recommended Standard #232）。美国仪器协会为串行通信提出的建议标准。可以与术语“串行通信”互换使用，尽管串行通信一般指的是一次传输一位。也许还会看到其他一些标准如RS-485、RS-422和RS-432。SCPI：可编程仪器标准命令（Standard Commands for Programmable Instrumentation）。SCPI协会的一个建议标准，该标准使用简单、直观的ASCII命令为仪器通信制定了结构和语法。 USB：通用串行总线（Universal Serial Bus），大多数PC与外部设备互联的标准总线。 VISA：虚拟仪器标准体系结构（Virtual Instrument Standard Architecture），NI公司研发的一种驱动软件体系结构。其目的是尽量统一一起软件标准，不论仪器使用GPIB、PXI、VXI，还是串行接口（RS-232/422/485）。2.2.7. LabVIEW支持的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器的驱动 LABVIEW通常状况下具有2张光盘，一张就是我们常用的设备驱动光盘，它的作用是为设备提供驱动程序，利用好这些驱动程序，是用户能根据自己需求设计软件的一个很必要的途径，而且还不用关心这些编程的细节问题，这正体现了LABVIEW的强大。2.2.8. VISA简介 VISA是NI公司发布的为统一软件标准的驱动软件体系结构。它是与驱动软件通信的LabVIEW 仪器驱动VI 中的底层函数。 VISA 本身不提供仪器编程功能。 VISA 是一个调用低层驱动程序的高层API。 VISA 能够控制VXI、GPIB、串口或者基于计算机的仪器，并能根据所用仪器的类型来调用合适的驱动程序。下表给出了本系统用到的几个通信模块的基本属性的描述。表2.1IVISA底层驱动函数属性说明VI名称VI功能VISA Configure Serial Port初始化VISA resource name指定的串口通讯参数VISA Write将输出缓冲区中的数据发送到VISA resource name指定的串口VISA Read将VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据读取指定字节数的数据到计算机内存中VISA Serial Break向VISA resource name指定的串口发送一个暂停信号VISA Bytes at Serial Port查询VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据字节数VISA Close结束与VISA resource name指定的串口资源之间的会话VISA Set I/O Buffer Size设置VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区大小VISA Flush I/O Buffer清空VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区虚拟仪器和传统仪器的差异很大，具有很强的优势。独立的传统仪器，例如示波器和波形发生器，性能强大，但是价格昂贵，且被厂家限定了功能，只能完成一件或几件具体的工作，因此，用户通常都不能够对其加以扩展或自定义其功能。仪器的旋钮和开关、用户对这些仪器功能的需求以及电路的成分都是固定的。在仪器的制作上，制作厂商需要具有很高端的技术以及非常昂贵的元器件，这样厂商才能站稳脚，为下一次仪器的开发打下坚实的基础。在工控机主机上，具有很多虚拟仪器系统，它主要采用了现成的科技生产的主机。正是由于使用了这些高端科技的产物，才大大缩短了传统仪器和PC机之间的差距，像功能强大的处理器（如Pentium4)、操作系统及微软Windows XP、NET技术和Apple Mac OSx。除了将这些很非常实用且方便的特性融合在一起，这些平台还为用户提供了简单的联网工具。此外，传统的仪器由于体型庞大根本不可能随身携带，而虚拟仪器可以简单的应用在便携式电脑上，充分体现了虚拟仪器的方便。有些工程师和科学家为了能根据自己的需求变换项目或者工程的设计方案，都具有适合自己的开发平台。而且用虚拟软件能完成自己特定的需求，因为在PC机上已经安装了一套软硬件设备，用户只需要更换自己需要的硬件，新系统就可以继续运行，完全不需要更换其他设备。LABVIEW之所以具有如此强大的功能，正得益于它的层次结构，用户可以先创建一个VI程序，然后在另一个大的程序中将刚才设计的程序当做子程序来调用，以完成更加庞大的LABVIEW程序，并且这种调用的层次次数没有限制，因此用户可以根据自己的需求和爱好来尽情的发挥。LabVIEW这种创建和调用子程序的方法，使得开发的程序更加趋近于模块化，更易于调试，理解和维护。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。虚拟仪器面板数据处理数据采集卡信号调理被测对象图2.1常见的虚拟仪器方法LABVIEW有很多优点，下面就为大家一一描述。测试测量：作为为测试而生的软件，LABVIEW已经应用在了很广的领域，在大型的工业方面，还有各种大型企业，都有着LABVIEW的足迹，像测试方面，数据采集方面，LABVIEW具有着独树一帜的作用，同时因为LABVIEW有充足的工具包和操作空间，可以用很少的操作来实现一个很复杂的应用程序，在测量和测试方面，LABVIEW还是很好用，功能很全面的一个软件。控制：LABVIEW作为一个控制起家的软件，在控制方面具有着举足轻重的作用，它不但拥有着善于控制的模块LABVIEWDSC，而且好多工业方面的设备都具有LABVIEW软件，正式因为它在控制方面的突出，所以才会成为热门软件之一。仿真：LABVIEW具有很多函数，在你需要进行一个设备时，你可以先用LABVIEW仿真，这样就不容易出现错误，而且省时省力。同样在教育方面，如果在确定方案前先用LABVIEW软件进行仿真，这样就可以更好的统计学生的各种爱好，不至于南辕北辙。儿童教育：由于LABVIEW的文本语言直接是框图的形式，更容易吸引儿童的眼球，所以现在LABVIEW是对儿童教育的一种很好的软件，就相当于搭建积木一样，根据自己的爱好搭建不同的程序，对儿童的智力开发和爱动手能力具有很大的提升，目前已经有了专门位儿童设计的LABVIEW课本。 快快速开发：如果用户需要在很短的事件内设计一个较大的程序，那么就可以考虑LABVIEW软件，在一个熟悉LABVIEW软件的工程师面前，与其他的软件比较，LABVIEW需要的时间大概可以缩短到4分之1。 跨平台：LABVIEW具有很强的一致性，如果一个程序的运行需要很多的硬件设备，那么你就可以考虑是否使用LABVIEW软件。LabVIEW可以很轻松的运行在以下3个大系统上：Windows、Mac OS 及 Linux，而且不需要用户修改。除此这些，LabVIEW还可以运行在嵌入式系统中，比如常见的PDA、FPGA以及运行VxWorks和PharLap系统的RT设备。3.系统设计与实现3.1 系统方案图系统设计方案如图3.1所示温度信号采集终端数据采集卡主机监测软件控制终端调节电源开关继电器卡图3.1系统方案设计图3.2.数据采集模块数据采集模块由PCLD-8710接线端子板和数据采集卡PCI-1710构成。PCLD-8710接线端子板为68针的，带SCSI-2接口的卡，可以为PCI1710/1710L提供可靠，方便的信号接线。这些螺丝端子板还包括冷端感知电路，可直接测量热电偶传感器。配以软件补偿和软件线性化，即可支持各种类型的热电偶。预留空间可用于信号调理电路，如低通滤波器，电压衰减器和电流支路。数据采集卡PCI-1710/1710HG 是一款PCI总线的多功能数据采集卡。其先进的电路设计使得它具有更高的质量和更多的功能。这其中包含五种最常用的测量和控制功能：12 位A/D 转换、D/A 转换、数字量输入、数字量输出及计数器和定时器。 PCI-1710系列能够提供专门的功能： PCI-1710 100KS/s，12位数据采集卡 PCI-1710L 100KS/s，12位数据采集卡,不带AO PCI-1710HG 100KS/s，12位数据采集卡 PCI-1710HGL 100KS/s，12位数据采集卡,不带AO即插即用功能 PCI-1710/1710HG完全符合PCI规格 Rev2.1标准，具有即插即用功能。在安装插卡时，用户不需要任何设置和DIP拨码开关。实际上，即插即用功能可以完成所有和总线有关类型的配置。单端或差分混合的模拟量输入 PCI-1710/1710HG可以更高效的采样，且能代替各种不同开关的通断，能让用户根据不同的通道来进行不同的增益。卡上 FIFO(先入先出)存储器PCI-1710/1710HG 上面有个FIFO,它的作用是储存采集来的样本。当其半满时，PCI-1710/1710HG将会生成一个中断。这样就会使数据输入更加的流畅和高速，且能保证系统的稳定性。可编程的计数器PCI-1710/1710HG可以编程，为A/D转换提供了可靠方便的环境。采用一个可兼容类型的计数器芯片，由3个16位的计数器组成，一个当做事件计数器，另外两个作为32位的一个定时器。降低噪声的双屏蔽电缆PCL-10168屏蔽电缆是专门为 PCI-1710/1710HG 所设计的，它的作用是降低模拟信号输入后产生噪声。这个电缆使用的是双通断型，使两种信号线是分开的，这样能使两种信号之间的干扰降低，而且解决了EMI/和EMC的问题。16路输入系统和16路输出系统 提供16路的输入以及16路的输出，使客户可以最大灵活的根据自己的需要来应用。 短路保护 PCI-1710/1710HG 在+12V（DC）/+5V（DC）具有短路保护功能，在它输出管脚出有一个短路装置，当短路时，这个装置就会断开，停止电流的传输，直到短路被处理后才会重新开始传输电流，很好的防止了用电器的损坏。 特点： 1.16 路单端或 8 路差分模拟量输入； 2.12 位 A/D 转换器； 3.每个通道的增益可编程； 4.单端或差分输入自由组合； 5.卡上4K 采样FIFO 缓冲器； 6.2 路12 位模拟量输出； 7.16 路数字量输入及16 路数字量输出； 8.可编程触发器/定时器； 9.板卡ID 10.PCI总线数据传输 一般特性： 1.获 CE CISPR 22 CLASS B 认证 2.I/O 接口:68 脚SCSI-II 孔式接口 3.功耗：+5850mA (典型值)+5V 1.0A(最大) 4.工作温度:060C（30140 F） 5.存储温度：-2070 C（-4158 F） 6.工作湿度：5%95%RH，无凝结 7.尺寸：175mm（L）*100mm（H）3.3.LABVIEW显示模块本次LABVIEW显示模块主要起着显示采集的温度的作用，让操控者可以简洁方便的观察到外界温度的变化。可分为数据采集模块和显示模块，下面介绍数据采集模块：图3.2温控系统前面板图3.3. 室温采集系统框图程序下面介绍显示模块：图3.4.温度显示前面板 图3.5.温度显示后面板3.4.控制模块 控制模块由继电器卡和控制终端组成，下面先介绍继电器卡PCI-1761:PCI-1761概要描述：*8路继电器输出和8路数字隔离输入。* LED指示灯显示继电器已工作。 *4个A型和4个C型继电器输出信道。*输出状态回读*输出继电器在系统复原时保持输出值。*输入信道击穿电压高（3750VDC）*ESD(静电放电)保护高（2000VDC）*超额保护电压高（2000VDC）*输入范围广（1050VDC）*具有中断能力。*具有唯一板ID主要特点：稳固的保护：在实验和工业自动化应用中，在PCI-1761的数字输入信道上有工业级的稳固保护它可以抵挡高达3750VDC的电压。它能够防止你的系统主机受到任何偶然的损害。如果通过保护连接到一个外接的输入信号源PCI-1761具有最大约2000VDCdi的ESD（静电放电）保护。甚至在输入电压升到70VDC时PCI-1761仍然可以正常工作一小段时间。输入范围广：PCI-1761的输入电压范围是10到50VDC并且它的工业应用标准输入电压是12VDC, 24VDC 和48VDC。在系统为工业应用重设的保护：在系统需要热复原(不关闭电源的复原)时PCI-1761可以通过在板上的跳线设置是在每条输出信道上保持输出的电平或者是返回它在打开状态下的默认状态。这个功能可以保护系统从不希望出现的错误中复原。即插即用功能：在所有支持PCI 2.2标准的计算机上,PCI-1761是一个即插即用设备。在PCI-1761的安装期间不需要设置挑线或者DIP(双列直插)开关。安装完成后，即插即用功能会自动设置它的I/O地址和中断处理。板ID：在一台计算机中安装了多个PCI-1761的时候,每块PCI-1761都有一个内建的DIP(双列直插)开关默认定义每块板的ID。在系统中有多块PCI-1761的时候这项功能非常有用。在硬件组装和软件应用程序开发过程中你可以很容易的使用板ID来识别和存取每块PCI-1761。注意：关于PCI-1761的详细规格说明请参看附录A。应用范围：*工业ON/OFF控制*开关状态测知*数字I/O控制*工业和实验自动控制*SMT/PCB（表面贴装/印刷电路板）机械*半导体控制机械*基于PC的工业控制机械*测试和测量*实验室和教育机构*外接继电设备下面介绍控制模块：控制模块采用的是LABVIEW软件和继电器的组合应用，当温度达到上限或者下限后，LABVIEW软件会向继电器卡发送指令，继电器卡可以直接控制降温开关的通断。图3.6 控制系统框图程序3.5.结果分析 经过上述模块的软硬件设计，现将他们结合起来，加之调试，使电路设计达到目标要求，仿真结果如下：图3.7.温度仿真图由上图可以看出来，本次设计达到预期要求，整体效果较好，所有功能也都可以实现。设计非常成功。4.总结 目前太阳能制冷对国家的环境保护和节能起着至关重要的作用，而用虚拟软件LABVIEW设计一个智能温度控制系统十分方便简洁，通过虚拟软件LABVIEW将硬件与软件连接到一起，对人力物力也节省了很多，观察方便，操控简单，很有实用性。 而且通过这次设计，学到了很多。不仅提高了自己的思维能力还对自己的动手能力有了巨大的提升，而且要善于发现问题，善于解决问题，我觉得这对现在乃至以后的我有了很大的帮助，在以后的学生生活中，一定要严格要求自己，争取百尺竿头。 致谢 在这次毕业设计中，感谢傅明星老师对我的悉心教导，在设计和论文上都给了我很大的帮助，在这里表示衷心的感谢。 时光匆匆，眨眼间大学四年就这样结束了，在这四年里，感谢各位老师在学习，生活上给予我的帮助；感谢和我一起生活了四年的大学舍友，在我困难的时候是他们向我伸出援助之手，帮助我度过难关，四年里我们一起成长，谢谢你们；我还要感谢我的父母，无论在精神上还是物质上你们都给予了我最大的帮助，谢谢！参考文献1 研华公司系列产品说明书.2 王常力.工业控制计算机系统的设计与应用M：电子工业出版社.3 王磊，陶梅.精通LabVIEW8.0M.北京：电子工业出版社2007.14 Jeffrey Travis，Jim Kring.LabVIEW大学实用教程（第三版）M.北京：电子工业出版社 2008.65 Robert H.Bishop.LabVIEW 8实用教程M.北京：电子工业出版社 2008.46 张伟，刘红丽. 基于LabVIEW的温度测控系统设计J.西安：国外电子元器件 20097 陈锡辉，张银鸿.LabVIEW 8.0 程序设计从入门到精通M.北京：清华大学出版社，20098 黄贤武 郑筱霞.传感器原理与应用M.北京：高等教育出版社 2004.39 乔芳, 林小玲, 余渊等. 基于LabVIEW实时数据采集系统的设计. 中国市政工程, 200910 刘君华, 丁晖, 贾惠芹等. 虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程. 西安:电子科技大学出版社, 200111 李文军, 田瑞利, 易利鹏. 基于LabVIEW的数据采集与信号处理系统. 现代电子技术. 200512 A.V. Oppenheim, A. S. Willsky. Signal and SystemM. Printice-Hall, Inc. 198313 D W Hart.Foundation and application of microcontrollerM.beijing:Higher Education Press,2004.14 Intel.MCS-51 Family of Single Chip Microcomputer Users Manual,1990.15 董景新等.控制工程基础M.北京：清华大学出版社 2003.8附录ALabVIEWLabVIEW is a highly productive graphical programming language for building data acquisition an instrumentation systems.With LabVIEW, you quickly create user interfaces that give you interactive control of your software system. To specify your system functionality,you simply assemble block diagrams - a natural design notation for scientists and engineers. Tis tight integration with measurement hardware facilitates rapid development of data acquisition ,analysis,and presentation solutions.LabVIEW contains powerful built -in measurement analysis and a graphical compiler for optimum performance. LabVIEW is available for Windows 2000/NT/Me/9x, Mac OS, Linux, Sun Solaris, and HP-UX, and comes in three different development system options.Faster DevelopmentLabVIEW accelerates development over traditional programming by 4 to 10 times! With the modularity and hierarchical structure of LabVIEW, you can prototype ,design, and modify systems in a short amount of time. You can also reuse LabVIEW code easily and quickly in other applications.Better Investment Using a Lab VIEW system, each user has access to a complete instrumentation laboratory at less than the cost of a single commercial instrument. In addition, user configurable LabVIEW systems are flexible enough to adapt to technology changes, resulting in a better bong-term investm