基于labview的烤煙房遠(yuǎn)程溫濕度測(cè)控系統(tǒng)
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煙葉的烘烤過程是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的關(guān)鍵步驟，而烤煙的質(zhì)量與烘烤過程中的溫濕度環(huán)境有著密切聯(lián)系。煙農(nóng)使用酒精或煤油玻璃管溫度計(jì)，采用人工啟閉回風(fēng)門(用于排濕)和鼓風(fēng)機(jī)(控制火爐火勢(shì))的傳統(tǒng)方法測(cè)出的溫度不準(zhǔn)確，控制方法被動(dòng)，加之操作者連續(xù)5天以上的疲勞操作，使其成為制約煙葉烘烤質(zhì)量提高的瓶徑。因此，采用電子設(shè)備來控制烤房溫濕度的遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)已成為烤煙技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文介紹了一種基于虛擬儀器的烤煙房遠(yuǎn)程智能測(cè)控系統(tǒng)來提高烤房?jī)?nèi)溫濕度控制精度及烤炯質(zhì)量的設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)具有反應(yīng)靈敏，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以大大減輕煙農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
烤煙房?jī)?nèi)設(shè)有的鼓風(fēng)機(jī)和排風(fēng)扇可以分別調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度。系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)中分時(shí)系統(tǒng)來給多任務(wù)的各個(gè)任務(wù)分配時(shí)間片的方法，來實(shí)現(xiàn)用一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)卡對(duì)多個(gè)烤煙房的溫度和濕度進(jìn)行檢測(cè)與控制。利用數(shù)據(jù)采集卡中的模擬多路開關(guān)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)硬件數(shù)據(jù)通道之間的切換，以達(dá)到各個(gè)通道分時(shí)間片采樣和控制的目的。該設(shè)計(jì)方法適用于對(duì)時(shí)間變化不太敏感的參量的控制(如溫度和濕度等)，可以減少監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜程度。并且還可以利用Remote Panel技術(shù)來實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信，及網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)發(fā)布。該系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，其中硬件是基礎(chǔ)，軟件是核心。
2硬件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)的硬件部分先將溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將調(diào)理后的數(shù)據(jù)傳人計(jì)算機(jī)，之后由采集卡輸出控制信號(hào)來對(duì)溫濕度控制器件進(jìn)行控制。系統(tǒng)的硬件由溫濕度傳感器，DAO卡(數(shù)據(jù)采集卡)、控制電路、鼓風(fēng)機(jī)及排風(fēng)扇組成。圖1所示為硬件結(jié)構(gòu)框圖。
2.1溫濕度信號(hào)獲取
系統(tǒng)采用硅單晶溫度傳感器和相應(yīng)的電路來捕獲溫度信號(hào)，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。同時(shí)采用UD-08濕度傳感器和相應(yīng)的電路來捕獲溫度信號(hào)，并將其濕度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。其組成框圖如圖2所示。
2.2控制電路
控制電路的工作原理是傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)放大、濾波后，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際溫濕度和系統(tǒng)的給定溫濕度求出偏差，利用PID控制算法求出系統(tǒng)的輸出控制信號(hào)，然后通過數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號(hào)，來控制繼電器的動(dòng)作．進(jìn)而控制鼓風(fēng)機(jī)和排風(fēng)扇工作，來調(diào)整烤房的溫度和濕度。
本系統(tǒng)使用NI公司的數(shù)據(jù)采集卡PCI-6024，此卡設(shè)計(jì)基于PCI總線，可支持單極性和雙極性模擬信號(hào)輸入，其信號(hào)輸入范圍分別為-5～+5 V和0～10 V。同時(shí)PCI-6024還可提供16路單端／8路差動(dòng)模擬輸入通道，2路獨(dú)立的D／A輸出通道，24線的TTL型數(shù)字I／O，3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能模塊。利用NI公司提供的Measurement Automation軟件對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件與數(shù)據(jù)采集卡之間的通訊。
鼓風(fēng)機(jī)工作在220VAC電壓下，可用固態(tài)繼電器對(duì)它進(jìn)行控制。排風(fēng)扇的工作電壓是12VDC，用普通繼電器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制。
評(píng)論