工控机实验报告.doc

工业计算机控制实验报告 实验一 A/D、D/A 转换实验 一、实验目的 1.了解温控系统的组成。 2.了解 NI 测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。 3.了解 Dasylab 软件的各项功能，并会简单的应用。 4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。 二、实验设备 微型计算机、NI USB 6008 数据采集卡、温度控制仪、温箱。 三、实验内容 1．了解温度控制系统的组成。 2．仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有 dasylab 基本功能的演示。 3．仔细阅读 dasylab 相关文档，学习帮助文件 tutorial 了解其基本使用方法。 4．动手实践，打开范例，仔细揣摩，并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的 AD 及 DA 系统，完成之后，按照自己的需要及兴趣搭建几个简单的系统运行。 四、温控系统的组成 计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成，被控对象为温箱,温箱内装有电阻加热丝构成的电炉，还有模拟温度传感器 AD590。系统框图如图所示： 五、温控仪基本工作原理 温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路组成。被控制的加热炉允许温度变化范围为 0～100℃.集成电路温度传感器 AD590(AD590 温数据采集卡 温度控制仪 温箱度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为 1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将 AD590 送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为 0～5V 的标准电压信号，一路送给炉温指示仪表,直接显示炉温值。另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机 USB 总线接口上的 NI USB 6008 12 位数据采集卡将传感器送来的 0～5V 测量信号转换成 0～FFFH 的12 位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制度变化的输出量,再经过 NI USB 6008 将该数字输出量经 12 位 D/A 转换器变为 0～5V 的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达到控制炉温的目的。 六、思考题 1.数据采集系统差分输入与单端输入有些什么区别？各有什么优缺点？ 答：单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高,信号源到模拟输入硬件的导线较短,且所有的输入信号共用一个基准地线.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时, 是判断信号与 GND 的电压差. 差分输入时, 是判断两个信号线的电压差. 差分信号的优势体现在以下三个方面： a.抗干扰能力强 b.能有效抑制EMI c.时序定位精确 2.dasylab相对于NI其他软件有什么优缺点？ 答：(1) 专业图形化高速数据采集、显示、控制、分析软件包； (2) 图形化界面，无需繁琐的编程工作，满足非专业编程人员的测试需要； (3) 多种功能模块，可方便的完成数据采集、显示、存储、分析、统计、运算、 控制、触发等各种功能； (4) 实时曲线显示频率高； (5) 支持 Windows 环境 DDE(动态数据交换)、GUI(图形用户界面)； (6) 支持几十家专业数据采集厂家的硬件产品。 3.利用你的发散思维，罗列出dasylab的应用场合，越多越好。 答：可以利用dasylab进行各种工业控制，比如电压，电流，温度，压力等的控制。 给出一个你心目中dasylab的理想应用，用简单的dasylab模块画出来并辅以简洁的说明。 答：利用dasylab电压电流转换器，如图所示： Slider可用来控制给定的电压或电流，Scaling负责换算，Recorder显示电压电流值，低通滤波器负责滤波，通过PID控制完成电压电流转换。 实验二 基于DASYLab的的温度控制系统设计实验 一、实验目的 利用 Dasylab 软件实现基本的 PID 温度控制算法。 二、实验设备 微型计算机、NI USB 6008 数据采集卡、温度控制仪、温箱。 三、实验内容 1．利用 NImax 建立数据采集卡的输入输出任务。 在前面实验的基础上，在 DASYLab 工作区搭建完整的 P、PI、PD、PID 控制电路，设置相应的参数，运行程序查看控制效果。 2．分别搭建模入、模出通道并验证其有效性 3. 在选取系统提供的 PID 模块，创建完整 PID 系统，添加合适的辅助模块，观察温度曲线。在做好一组算法曲线之后，打开温箱外壳，自然冷却，待温度低于 30 度时装回外