毕业设计（论文）-基于LabVIEW的机床能耗采集系统设计精选.doc

基于LabVIEW的机床能耗采集系统设计 摘 要 对于中小企业而言，由于无法直接获取车间制造过程的实时能耗信息会给车间能量管理带来不便。因此，本文将以辛辛提那HTC-200M型数控车床为研究对象，通过编程和实验对机床进行实时能耗采集。 采集机床能耗的方法主要分为两部分：数据采集电路的硬件设计和基于LabView软件平台的设计。其中，数据采集电路的硬件设计为实验台的搭建工作。根据硬件的选择原则，本实验台架所需要准备的材料有：1台NI USB-6343采集卡、3只功率传感器RS-2131-44（附带6只电流传感器LT68-S7）、3只电压传感器RS-1331-44D1、3只电流传感器JLB-10VD2Y2、1个接线端子板、1只24V供电电源、1只电源滤波器、1只铝合金箱子及若干导线等。通过电路连接的方法使传感器采集物理信号，将物理信号转换成模拟信号，传送至NI采集卡，再由NI采集卡传送至计算机。在搭建过程中，为实现模块化，使得线路连接更方便易懂，将传感器及采集卡放入箱中固定，还需要对硬件的信号输入接口进行定义。 软件平台的设计主要是通过LabVIEW软件来实现的，其主要实现功能有：参数设置，包括采样通道数设置、模拟量输出范围和采样频率等；采样数据进行波形图显示和数据的处理。实验台架系统软件总体流程为将在硬件台架收集到的信号进行命令解析，经过LabVIEW参数设置开始采集工作。而软件的模块设计分为四个步骤： LabVIEW软件模块功能结构：本系统模块实现对采集信号的参数的设置、采样显示、数据处理和数据存储。 数据采集程序设计：该这部分主要是采集参数的设置，其包括物理通道的选择，采样模式、采样率、每通道采样数、输入方式的配置，采样最大最小值的设置。 （3）数据格式转换程序设计：由于TDMS写文件的速度快且利于大容量数据的保存，因此通过以二进制方式进行记录的TDMS文件来写入VI模块，而TDMS文件可以直接由excel打开，再另存为excel格式。 （4）主界面设计：采集程序主界面由功率、电压及电流三个波形图显示界面、采样参数设置、采样信号值三个模块组成。 最后，本实验台架Labview系统能采集9路信号，分别为机床总功率、主轴功率、伺服功率、机床总电压、主轴电压、伺服电压、机床总电流、主轴电流和伺服电流的信号。通过改变背吃刀量ap、进给量f、切削速度vc的大小，测得24组HTC-200M型数控车床的总功率，再由日志仪表测出的总功率计算得出用本实验台架测量的机床总功率的相对误差，在0.34%~7.68%之间。 关键词：LabVIEW，多通道数据采集，实验台搭建  Design of Machine Tool Energy Consumption Acquisition System based on LabVIEW Abstract For small and medium-sized enterprises，it’s inconvenient for the energy management information of the workshop to obtain directly the energy consumption in the workshop manufacturing process.So,this paper will resign Cincinnati HTC - 200 M type CNC lathe as the research object,collecting the real-time energy consumption through programme and experiments. The way to collect the energy consumption is divided into two parts:the hardware design of a data acquisition circuit and design based on LabVIEW software platform. The hardware design of a data acquisition circuit is mainly to construct experiment bench.According to the selection principles of hardware,the prepared materials of the experiment platform needed:1 NI acquisition card,3 power sensors(with 6 current sensors),3 voltage sensors,3 current sens