基于labview的烤煙房遠程溫濕度測控系統
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本測量系統采用LabVIEW7.0 Express作為控制軟件。LabVIEW程序稱為虛擬儀器程序，它是基于圖形化編程語言G的開發(fā)環(huán)境，是儀器控制與數據采集的編程平臺。LabVIEW程序是通過對數據采集卡的控制來采集數據的。電壓模擬信號被數據采集卡采集后輸人計算機，用PID算法對采集到的數據進行分析處理，同時用所產生的控制信號將處理后的數據送人輸出通道。系統的采集狀態(tài)由前面板顯示，所采集出的溫濕度數據以文件形式保存。以模塊化的編程思想將系統分成數據采集、系統控制、實時顯示、數據存儲4個模塊，并把每個模塊編寫成一個子VI，讓各模塊分別完成確定的任務，然后通過主程序調用每個子VI。
3.1主控模塊
主控模塊可以使各模塊之間按照系統的框架協議來協調動作和通信，以及實現人機交互功能，該主控模塊提供有用戶接口，主控模塊可以通過調度各功能模塊來響應用戶指令。本系統提供了形象逼真的儀器軟面板，以方便用戶使用。
3.2數據采集模塊
數據采集模塊的功能就是將溫度信號轉化為數字量并傳遞到計算機。NI公司的數據采集卡的數據采集功能可以由LabVIEW提供的模入模塊中的中級模入函數組合起來實現。
圖3是使用中級模入設計的數據采集程序框圖。該程序先用Device Open.vi模塊打開數據采集設備；然后用AI Config.vi模塊來配置數據采集卡．選擇模擬量輸入通道，指定輸入信號的范圍(調節(jié)硬件增益)，設置采集數據所占用計算機緩沖區(qū)的大小及設置掃描間隔：再通過AI Start.vi啟動模入操作，其作用主要是控制數據采集速率和要獲得的掃描數，這里將Number of scans to acquire(獲得的掃描數)輸入端口值設置為“0”即可選擇連續(xù)采集模式，直到清除模入操作為止(如果設置為“-1”則只要緩沖區(qū)滿就停止掃描)；AI Read.vi的作用是從AI Config分配的緩沖中讀取數據，它能控制每次讀取的點數、讀取數據在緩沖中的位置等，它的輸出是一個二維數組，其中每一列數據對應于通道列表中的一個通道；最后，通過AI Clear.vi模塊來清除模入操作和計算機中分配的緩沖，并釋放所有數據采集的資源。
系統把采集到的數據送到PID控制器的輸入端口，經過PID處理后，把控制輸出量通過數據采集卡的輸出通道輸出。
3.3 系統控制模塊
控制電路的工作原理是把傳感器輸出的電信號經放大、濾波后，再經過數據采集卡輸入計算機，計算機根據實際溫濕度和系統的給定溫濕度度求出偏差，并利用PID控制算法求出系統的輸出控制信號，然后通過數據采集卡輸出的控制信號來控制繼電器的動作，進而控制鼓風機和排風扇的工作，最終達到調整烤煙房的溫度和濕度之目的。
該模塊的基本思路是：根據烤煙時的三階段烘烤要求，在不同階段，先由煙農在客戶端VI的前面板上發(fā)出相應的控制命令來設定溫濕度參數，然后系統對采集的數據利用PID控制算法進行處理，并通過數據采集卡產生相應的控制信號來控制相關繼電器的工作。PID是當前工業(yè)控制中應用最廣泛的算法。圖4是一個典型的PID控制系統的基本結構。這里將被控制的系統參數叫做過程變量(PV-Process variable)，將被控制的過程變量指定的理想值叫做設定點(SP-setpoint)。PID控制器先確定一個對被控系統的輸出量(U―output)，然后驅動過程變量使其逼近設定點。
以溫控為例，當溫度低于設定的閾值范圍時，控制器向數字I／O通道相應位寫入‘1’，控制繼電器隨既接通(鼓風機啟動)，溫度升高；反之，控制器向數字I／O通道相應位寫入‘0’，繼電器關閉(鼓風機停止)，溫度降低。如此反復，從而使溫度值穩(wěn)定在設定值的閾值范圍內。經實踐，溫度的浮動范圍定為±2℃，濕度的浮動范圍定為±3.5％。
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