随着虚拟仪器技术在测控系统的广泛使用,测控技术走向软件化、图形化的趋势明显,虚拟仪器“以软代硬”的思想,在大大降低工程中硬件所占比重的同时,也大大降低了工程技术人员使用门槛。

计算机技术的高速发展,极大地推动了工业控制系统的进步。而现代控制理论的发展,人工智能技术的深入研究,这些都为控制系统的理论领域补充了大量的新内容。计算机硬件与控制软件的紧密结合必然导致新型的微机控制系统的出现。图形化编程语言LabVIEW在测试系统中得到广泛的应用,推动着仪器工业的飞速发展。74118

温度是工农业生产的主要环境参数,对其进行适时准确的测量具有重要意义。很多生产设备、热工装置及大型仓库等需要进行温度测量,但由于许多工作场合环境恶劣,不宜采取人工测量。而且,电加热设备温度特性复杂,其温度的测量和控制亦显得尤为重要和复杂。因此,设计一种能够进行温度的自动检测系统具有较为广泛的应用价值。根据温度传感器的性能特点和测试要求,利用虚拟仪器(Virtual Instruments,VI)代替真实的仪器设备,基本不用投入仪器设备及硬件,设计出具有优越性价比的传感器特性测试系统。

多年来,研究人员一直不断地把各种新方法和新技术应用于电加设备温度的测量和控制中,并获得了许多经验和一定的成果。随着虚拟仪器技术、智能控制理论和计算机技术的飞快发展,电加热设备参数的测量和控制己进入了微机化、智能化的新时代[5]。

虚拟仪器能够比较充分的运用软件的灵活性,不同于传统仪器以硬件为主的基本概念。在虚拟仪器中,硬件是为了在检测时将物理信号转换为电信号,再将转换为计算机软件能够识别的计算机信号,在控制时,硬件充当执行计算机命令的外围设备。软件不仅能提供丰富的功能程序,还具备良好的用户图形界面。

用户可以运用虚拟仪器的软件自主编程,可以根据自己当前的实际需求设计针对于特定应用的功能,也可以在原有的程序基础上改进和增加不同的功能。这是传统仪器无法做到的,某种程度上虚拟仪器可以实现其他传统仪器的所有功能,由于传统仪器的单一性,在某些场合需要使用到多台不同的仪器,而虚拟仪器良好的灵活性使其能够避免这样复杂的麻烦。

虚拟仪器的核心是计算机,网络技术和接口技术在计算机上的发展。使得虚拟仪器又有新的拓展空间。网络虚拟仪器的出现,使得远程自动控制系统的实现成为可能。在传统仪器看来,仪器与Internet属于两个不同的领域,而虚拟仪器将其结合起来,实现基于网络化的远程测量和控制。虚拟仪器的开放性和扩展性一部分是源自于模块化结构的采用。不管在硬件还是软件方面,模块化的结构都是虚拟仪器的一大优势。集成电路模块,数据采集卡模块等硬件设备组成的模块结构,使得虚拟仪器实现从硬件到软件的灵活设计。基于软件的系统开发也使用了模块化思想。函数库,动态链接库等还有代码良好的重复使用性等都能发挥虚拟仪器软件的最大扩展性。这种对厂家的依赖程度小的仪器生产和使用过程中其效率高且成本低。

LabVIEW具有开发虚拟仪器面板的各种对象和进行信号分析的丰富函数,而且提供了外挂的PID控制工具包。不单可应用虚拟仪器技术来完成测量的任务,而且可以将虚拟仪器拓展到自动控制领域,结合虚拟仪器的控件显示优势,构成一种基于虚拟仪器的控制系统。PID控制是最早发展起来的控制策略之一,被广泛用于工业过程控制,至今大概有90%左右的控制回路具有PID结构。随着虚拟仪器的发展,与复杂的PID控制技术结合在一起的研究,成了这个领域的研究热点。

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