基于虚拟仪器的分布式铸造熔炉温度测试与追溯系统设计
发布时间：2020-12-28 07:12
铸造熔炉内部熔融液体的温度直接影响铸造产品的质量。温度过高会增加金属液的含气量及氧化损失,易形成冷隔晶,降低铸造模子寿命;温度过低会使金属液流动性变差,不利于补缩和排除夹渣。本文基于产学研合作项目,对某企业现有熔炉测温仪表进行改进,开发分布式铸造熔炉温度测试与追溯系统。论文主要工作如下:（1）系统分析了原测温仪表的工作原理,结合测温和追溯需求,提出了分布式多仪表测温与追溯系统开发技术方案,包括原仪表的改进和上位机软件开发两部分。（2）基于虚拟仪器进行了系统硬件的选型与集成开发,包括温度输出模块选型与外围电路设计、RS-485网关选型、炉号选择与确认按钮、上位机等。温度输出模块采集器选用美国NI myRIO-1900。外围电路系自主研发,集成了电源及信号比较器,可对原测量电路输出的电压信号进行校正和处理。（3）基于LabVIEW进行了系统软件的开发,包括温度输出模块软件和上位机软件。采用了多线程、状态机、队列技术等手段,实现采集模式、现场修改、编辑模式、查看历史数据等功能。软件整体运行稳定可靠,占用资源少。（4）进行了系统的试验,包括温度输出模块可靠性与精度测试试验、系统整体功能验证试验...
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１手持式红外测温仪?图１．２快速热电偶探头??Ｆｉ１．１?Ｈａｎｄｈｅｌｄ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ?Ｆｉ１．２?Ｆａｓｔ?ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ?ｐｒｏｂｅ??
１．２．２虚拟仪器在测试中的应用??虚拟仪器是一种可以实现用户特殊需求的仪器，可以结合硬件完成用户的各种测??试需求［９】。作为虚拟仪器的领头羊，美国国家仪器公司ＮＩ?（Ｎａｔｉｏｎａｌ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）自??１９７６年成立以来一直致力于自动化测试和自动化测量系统的开发。??虚拟仪器作为一种图形化的开发工具，开发人员不需要通过编写晦涩难懂的文本??代码来实现软件开发＾１１］。具有开发周期短、应用灵活、无缝集成、开放性高、互操??作性强等特点，可通过编程将想法转化为现实。同时，ＮＩ模块化硬件的设计，使其??具备灵活的Ｉ／Ｏ，避免每次应用需求变化时都需要购买新设备。辅之以高效的软件，??或第三方工具，能加速系统设计，降低复杂性，可以更快速的进行创新。??近年来，因其高性能、低成本、灵活多变、扩展性好等特点，大大缩短了产品的??开发周期，提高了生产效率，使得虚拟仪器在产品设计方面得到了认可。在工业控制、??车辆测控、应用教学及航空航天的领域也得到了广泛的应用以下列举了?ＮＩ相??关产品，ＮＩ软件后面板如图１．３所示，数据采集控制器如图１．４所示。??｜＞Ｃｏ？?ｔ?Ｊ?＾?彳?．??ｍ??图１．３?Ｎ丨软件面板??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｐａｎｅｌ?ｏｆ?ＮＩ??．＿＿??图１．４?ＣＲＩＯ硬件??Ｆｉｇ．?１．４?Ｃｏｍｐａｃｔ?ＲＩＯ?ｈａｒｄｗａｒｅ??课题组在虚拟仪器集成开发方面有很多的项目经历。与安徽江淮汽车技术中心、??佳通轮胎（中国）研发中心、安徽全柴动力股份有限公司等保持着稳定的产学研合作??３??
关系，形成了许多结合实际应用需求的虚拟测试系统。如基于虚拟仪器设计的油耗综??合测试系统、ＳＡＥ道路滑行测试系统等，如图１．５至１．８所示。通过各种采集设备与??虚拟仪器的结合，实现车辆信息的实时采集，快速记录及查看。也可通过依据实际试??验要求定制的上位机软件来控制采集过程。如，选择数据采集通道或控制采集频率。??数据采集过程灵活，可操作性强，十分人性化。??ｊｍ＂?ｍ??ｊｍｎ?????７??ｕｔｔＳＭ??????￣－－．——一二，一??图１．５全柴油耗综合测试系统??Ｆｉｇ?１．５?Ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｑｕａｎｃｈａｉ?Ｃｏｍｐａｎｙ??？?ＣｖａＫｉｆ．Ｋｏｎｉ？?，?ｗ’？《??？ｎｕｉ?ｕ?：：?ｔａ＊－＾?＊＊ｅｔ＾?ｗ?■＊？＊－?Ｖｊ?；?ａ?ｒ?ｎ＊?＞ｉ?＞?ｐｗ??？?．；！？：？?Ｈ?？?Ｉ?Ｂ??ｍ?记＊??！?，?＿＿疆礓??ｉ?．．?１?Ｑ??？２１?ｉｉ〇?？６０?７８Ｑ?ｖ．ｌ〇?Ｗ〇?Ｍ．Ｏ?Ｍ．?０?？．０?＊０．０?４２?（？?４４ｉ０?４６．，?４？?７?？??ＷＨ（ｆ）??ｔａｋｎＶｈ??ａ－ｂ?ｍｍ?ｌｉｆ?ｂｗ?油?ｎ?ｔｉｔａｎ，?ｆｒｎ?ｓ？?２２．５??％?ｋｉｎ／Ｈ?Ｌ／ｈ?ｍｌ?ｍ?１７１００ｋｍ??０?４７．７?２２．５?２．３?Ｂ５．９?２９７．３?１２．１?ＱＣ１８０２０５?１７４１５５??油耗曲线？??全赛切力＾??图１．６油耗采集软件界面??Ｆｉｇ?１．６?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]显示器件驱动实验箱的设计[J]. 漆强,蒋泉,刘爽. 实验技术与管理. 2019(03)
[2]虚拟仪器在高校化学实验中的应用[J]. 张媛,尹志华,马小军,燕振刚. 甘肃科技. 2019(04)
[3]工业现场RS485通讯干扰问题处理[J]. 姜传彦. 科技创新与应用. 2019(02)
[4]基于485总线的高精度数据采集系统设计[J]. 卢超,梁烁,严帅,王智友,张会新. 电子器件. 2018(06)
[5]基于LM339电压比较器的交流过零检测电路设计[J]. 巩银苗,鲁西坤,徐帅,范秋凤,卢春华. 煤矿机电. 2018(05)
[6]虚拟技术在实验教学中的应用[J]. 李莲英. 无线互联科技. 2018(17)
[7]基于LabView RT的数据采集及通信系统设计与研究[J]. 何瑛. 电子设计工程. 2018(13)
[8]基于FPGA和LabVIEW的多通道数据采集系统设计[J]. 白晓,尹俊,郑洋德,王彦瑜. 核电子学与探测技术. 2018(03)
[9]基于LabVIEW的数据采集及处理系统设计[J]. 宋佩利,赵春祥,连蓉. 现代工业经济和信息化. 2018(03)
[10]基于RS485通信的分布式双闭环低温回火炉温度监控系统设计[J]. 方胜利,梅建伟,罗敏. 湖北汽车工业学院学报. 2017(03)
硕士论文
[1]铝材温度多光谱辐射测量技术研究[D]. 吴念崇.哈尔滨工业大学 2018
[2]随钻多参数司钻显示系统设计与开发[D]. 鲁复生.中国石油大学(华东) 2016
[3]基于红外技术的高射炮发射过程炮管温度测量[D]. 海啸.湖南大学 2015
[4]高温温度传感器的研究与应用[D]. 徐雁.中北大学 2012
[5]基于LabVIEW的炉温测控系统设计与开发[D]. 陈昭昭.东北大学 2009
[6]瞬态超高温测试技术研究[D]. 王大钢.中北大学 2009
本文编号：2943350
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１手持式红外测温仪?图１．２快速热电偶探头??Ｆｉ１．１?Ｈａｎｄｈｅｌｄ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ?Ｆｉ１．２?Ｆａｓｔ?ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ?ｐｒｏｂｅ??
１．２．２虚拟仪器在测试中的应用??虚拟仪器是一种可以实现用户特殊需求的仪器，可以结合硬件完成用户的各种测??试需求［９】。作为虚拟仪器的领头羊，美国国家仪器公司ＮＩ?（Ｎａｔｉｏｎａｌ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）自??１９７６年成立以来一直致力于自动化测试和自动化测量系统的开发。??虚拟仪器作为一种图形化的开发工具，开发人员不需要通过编写晦涩难懂的文本??代码来实现软件开发＾１１］。具有开发周期短、应用灵活、无缝集成、开放性高、互操??作性强等特点，可通过编程将想法转化为现实。同时，ＮＩ模块化硬件的设计，使其??具备灵活的Ｉ／Ｏ，避免每次应用需求变化时都需要购买新设备。辅之以高效的软件，??或第三方工具，能加速系统设计，降低复杂性，可以更快速的进行创新。??近年来，因其高性能、低成本、灵活多变、扩展性好等特点，大大缩短了产品的??开发周期，提高了生产效率，使得虚拟仪器在产品设计方面得到了认可。在工业控制、??车辆测控、应用教学及航空航天的领域也得到了广泛的应用以下列举了?ＮＩ相??关产品，ＮＩ软件后面板如图１．３所示，数据采集控制器如图１．４所示。??｜＞Ｃｏ？?ｔ?Ｊ?＾?彳?．??ｍ??图１．３?Ｎ丨软件面板??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｐａｎｅｌ?ｏｆ?ＮＩ??．＿＿??图１．４?ＣＲＩＯ硬件??Ｆｉｇ．?１．４?Ｃｏｍｐａｃｔ?ＲＩＯ?ｈａｒｄｗａｒｅ??课题组在虚拟仪器集成开发方面有很多的项目经历。与安徽江淮汽车技术中心、??佳通轮胎（中国）研发中心、安徽全柴动力股份有限公司等保持着稳定的产学研合作??３??
关系，形成了许多结合实际应用需求的虚拟测试系统。如基于虚拟仪器设计的油耗综??合测试系统、ＳＡＥ道路滑行测试系统等，如图１．５至１．８所示。通过各种采集设备与??虚拟仪器的结合，实现车辆信息的实时采集，快速记录及查看。也可通过依据实际试??验要求定制的上位机软件来控制采集过程。如，选择数据采集通道或控制采集频率。??数据采集过程灵活，可操作性强，十分人性化。??ｊｍ＂?ｍ??ｊｍｎ?????７??ｕｔｔＳＭ??????￣－－．——一二，一??图１．５全柴油耗综合测试系统??Ｆｉｇ?１．５?Ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｑｕａｎｃｈａｉ?Ｃｏｍｐａｎｙ??？?ＣｖａＫｉｆ．Ｋｏｎｉ？?，?ｗ’？《??？ｎｕｉ?ｕ?：：?ｔａ＊－＾?＊＊ｅｔ＾?ｗ?■＊？＊－?Ｖｊ?；?ａ?ｒ?ｎ＊?＞ｉ?＞?ｐｗ??？?．；！？：？?Ｈ?？?Ｉ?Ｂ??ｍ?记＊??！?，?＿＿疆礓??ｉ?．．?１?Ｑ??？２１?ｉｉ〇?？６０?７８Ｑ?ｖ．ｌ〇?Ｗ〇?Ｍ．Ｏ?Ｍ．?０?？．０?＊０．０?４２?（？?４４ｉ０?４６．，?４？?７?？??ＷＨ（ｆ）??ｔａｋｎＶｈ??ａ－ｂ?ｍｍ?ｌｉｆ?ｂｗ?油?ｎ?ｔｉｔａｎ，?ｆｒｎ?ｓ？?２２．５??％?ｋｉｎ／Ｈ?Ｌ／ｈ?ｍｌ?ｍ?１７１００ｋｍ??０?４７．７?２２．５?２．３?Ｂ５．９?２９７．３?１２．１?ＱＣ１８０２０５?１７４１５５??油耗曲线？??全赛切力＾??图１．６油耗采集软件界面??Ｆｉｇ?１．６?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]显示器件驱动实验箱的设计[J]. 漆强,蒋泉,刘爽. 实验技术与管理. 2019(03)
[2]虚拟仪器在高校化学实验中的应用[J]. 张媛,尹志华,马小军,燕振刚. 甘肃科技. 2019(04)
[3]工业现场RS485通讯干扰问题处理[J]. 姜传彦. 科技创新与应用. 2019(02)
[4]基于485总线的高精度数据采集系统设计[J]. 卢超,梁烁,严帅,王智友,张会新. 电子器件. 2018(06)
[5]基于LM339电压比较器的交流过零检测电路设计[J]. 巩银苗,鲁西坤,徐帅,范秋凤,卢春华. 煤矿机电. 2018(05)
[6]虚拟技术在实验教学中的应用[J]. 李莲英. 无线互联科技. 2018(17)
[7]基于LabView RT的数据采集及通信系统设计与研究[J]. 何瑛. 电子设计工程. 2018(13)
[8]基于FPGA和LabVIEW的多通道数据采集系统设计[J]. 白晓,尹俊,郑洋德,王彦瑜. 核电子学与探测技术. 2018(03)
[9]基于LabVIEW的数据采集及处理系统设计[J]. 宋佩利,赵春祥,连蓉. 现代工业经济和信息化. 2018(03)
[10]基于RS485通信的分布式双闭环低温回火炉温度监控系统设计[J]. 方胜利,梅建伟,罗敏. 湖北汽车工业学院学报. 2017(03)
硕士论文
[1]铝材温度多光谱辐射测量技术研究[D]. 吴念崇.哈尔滨工业大学 2018
[2]随钻多参数司钻显示系统设计与开发[D]. 鲁复生.中国石油大学(华东) 2016
[3]基于红外技术的高射炮发射过程炮管温度测量[D]. 海啸.湖南大学 2015
[4]高温温度传感器的研究与应用[D]. 徐雁.中北大学 2012
[5]基于LabVIEW的炉温测控系统设计与开发[D]. 陈昭昭.东北大学 2009
[6]瞬态超高温测试技术研究[D]. 王大钢.中北大学 2009
本文编号：2943350
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