基于LabVIEW的温升试验数据采集系统设计与实现

发布时间：2017-09-23 08:19

  本文关键词：基于LabVIEW的温升试验数据采集系统设计与实现

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【摘要】：在国民生产的各个行业中,低压电器扮演着非常重要的角色。低压电器的质量不仅影响到生产过程的安全可靠,甚至会影响到我们的生命安全。在低压电器众多的质量检测试验中,温升试验是用来考核在额定条件运行时,各部分的发热是否超过允许值。所以,准确获得低压电器温升试验过程中的各项数据对分析低压电器能否安全可靠工作意义重大。本文以《10KA温升试验成套设备》项目为背景,充分利用虚拟仪器技术在测量领域的优势,并将其与现场测量设备相结合,设计了基于LabVIEW的低压电器温升试验数据采集系统。根据低压电器温升试验的特点及要求,以温升试验中主要参数电流、电压和温度的数据采集与分析为内容,对系统的软硬件进行了设计。其中,电压和电流的采集,使用西门子S7-1200 PLC作为数据采集和处理单元,运用OPC通讯技术通过工业以太网与上位机进行数据交换;温度的采集,设计了一种具有16个AI通道的温度采集卡,选用STM32微处理器作为主控芯片协调处理温度采集卡各模块之间的工作,集成热电偶放大器MAX6675芯片对K型热电偶采集的温度信号进行放大和A/D转换,STM32微处理器与MAX6675通过SPI接口进行数据传输,最后使用Modbus RTU协议通过串行接口把温度值发送给上位机。其次,在LabVIEW平台上实现温升数据采集系统的监控,通过VISA端口和OPC Server的配置,实现电压、电流和温度的实时显示,包括数值和曲线两种显示方式,同时具有试验参数设置、温度超限报警和数据自动保存等信息管理功能。最后,通过现场对本系统的实际测试,结果证明基于LabVIEW的温升试验数据采集系统各个模块工作正常,能够比较好地完成对温升试验过程中各项数据的采集和记录,达到了预期设计目标。
【关键词】：温升试验 LabVIEW STM32 数据采集
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2;TM50
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-12
• 1.1.1 低压电器试验概述8-9
• 1.1.2 低压电器试验国内外发展现状9-10
• 1.1.3 虚拟仪器技术与LabVIEW10-12
• 1.2 本文主要工作12
• 1.3 论文组织结构12-14
• 2 温升数据采集系统总体设计方案14-18
• 2.1 系统需求分析14-15
• 2.1.1 技术要求14
• 2.1.2 技术分析14-15
• 2.2 系统总体架构15-17
• 2.2.1 系统硬件架构设计15-17
• 2.2.2 系统软件架构设计17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 温升数据采集系统硬件设计18-30
• 3.1 温度传感器选型18-19
• 3.2 温度采集卡主控单元的硬件设计19-25
• 3.2.1 主控芯片19-21
• 3.2.2 最小系统电路21-23
• 3.2.3 SPI接口23-24
• 3.2.4 USART接口24-25
• 3.3 温度采集电路设计25-27
• 3.3.1 热电偶放大与数字转换器MAX667525-27
• 3.3.2 通道选择电路27
• 3.4 串口通讯电路设计27-28
• 3.5 电源电路设计28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 4 温升数据采集系统软件设计30-46
• 4.1 温度采集卡软件设计30-36
• 4.1.1 主程序设计30-31
• 4.1.2 信号调理模块软件设计31-34
• 4.1.3 串口通讯模块软件设计34-36
• 4.2 上位机软件设计36-44
• 4.2.1 参数设置和报警子vi37-38
• 4.2.2 串口通讯子vi38-40
• 4.2.3 温度采集显示子vi40-41
• 4.2.4 电压电流采集显示子vi41-43
• 4.2.5 数据保存子vi43-44
• 4.3 本章小结44-46
• 5 系统调试与整机测试46-50
• 5.1 系统调试46-47
• 5.1.1 硬件调试46
• 5.1.2 软件调试46-47
• 5.2 整机测试47-49
• 5.2.1 测试平台搭建47-48
• 5.2.2 测试数据分析48-49
• 5.3 本章小结49-50
• 6 总结与展望50-52
• 6.1 本文总结50-51
• 6.2 未来展望51-52
• 致谢52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士期间发表的学术论文及成果58

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本文编号：904183