基于LabVIEW和PXI平台的智能型网络化原料混合系统VIP专享VIP免费

基于LabVIEW和PXI平台的智能型网络化原料混合系统作者：赵志巍1,何琴1,高玉矿2职务：工程师公司：1浙江求是科教设备有限公司2杭州钢铁集团公司图1二次料场原料混合车间应用领域：冶金工业挑战：本系统的挑战在于在冶金行业中，实现一个坚固的闭环控制系统，该系统用于冶铁原料混合的规格监测和控制，它能进行高精度监测并具有比传统PLC更快的响应时间，可保证全天连续工作，并且最大限度地减少了人工操作。应用方案：采用NI公司的PXI模块化仪器架构和虚拟仪器技术，使用LabVIEW开发平台配合控制设计工具包等产品开发了一套基于工业以太网的智能型冶铁原料混合系统。本系统利用LabVIEW易学易用的特点，借助控制设计工具包的强大功能，并充分结合PXI硬件输入输出模块，高效的实现了冶铁原料混合系统的监控。介绍该文分析了在冶金行业中现有的原料混合系统存在的精度低、性能差，控制复杂等问题，这将直接影响到最终成品的含铁量。因此提出了基于LabVIEW虚拟仪器软件设计平台和带有PXI总线接口的数据采集卡组成的智能型网络化料场原料混合系统，该系统改善了原有系统不足,降低了成本，缩短开发周期，提高生产效率。随着计算机运算能力的不断提高，虚拟仪器技术的飞速发展，基于PCI、PXI总线平台的模块化数据采集卡功能增强，使以前价格昂贵、功能相对独立、体积庞大的数据采集系统使用的产品：LabVIEWPXI-10428槽3UPXI机箱PXI-81862.2GHzPentium4-M嵌入式控制器PXI-6052EE系列多功能数据采集卡PXI-670416位模拟量输出卡SCXI-11258通道电压隔离衰减模块SCXI-1166继电器输出模块图2传统系统的硬件组成框图图3新系统的硬件组成框图被基于PCI、PXI总线平台的模块化设备所取代。新一代的监控系统与以前的系统相比，系统总体成本大大降低、体积小、功能强、精度高、易于维护、扩展性好。同时，功能强大的LabVIEW软件使系统的开发更简单高效。正文：一、传统与新一代控制系统的比较1、系统组成新系统在原来传感器和驱动部分不变的基础上引入了PXI-6052E采集卡用于采集A/D信号，PXI-6704和PXI-1166分别输出模拟量和数字量形成闭环控制。由于PXI背板具有人机接口和以太网接口，所以可以在较少的硬件条件方便的实现原来的功能。从系统组成框图可知整个系统由测量传感器，信号隔离调整，数据采集，数据处理分析部分组成。传统系统中转速、温度、压力信号经过传感器输入到PLC的A/D模块中，经过运算由PLC的D/A扩展模块输出形成闭环控制，在PLC上扩展人机界面模块用于监控，扩展以太网模块用于连接工业以太网。图4系统结构图计算机，使系统的集成度大大提高。原来的系统运行需要多人负责操纵和监视，而新的系统只需要一人即可完成所有工作。3)操作性由于传统中各部分是从不同厂家购置的，所以各分系统互相独立，实际使用中各系统之间的数据不能共享和调用。新的系统是在同一个软件平台和同一套PXI硬件系统上实现的，在软件和硬件中可以解决以上问题，可操作性增强。4)可维护性系统的维修、升级和扩展是所有的系统所面临的共同问题。原来的系统各厂家都有自己的定义，系统的维修升级只能由原厂家负责，这样不仅价格高、周期长而且有些厂家由于各种原因停产，和可能造成系统的报废。新的基于PXI总线是开放的标准系统，各模块不仅价格低廉，而且维修、升级可由多个厂家支持，延长了系统使用的生命周期。二、系统设计与实现在比较了各种可用于这种复杂应用的平台后，我们选择了NIPAC平台和LabVIEW7.1以及PXI硬件。利用NI的PAC产品，我们不仅缩短了开发时间，降低了成本。也使得本系统拥有强大的灵活性，集成性和坚固性，能够和现今绝大多数设备进行接口，可以在不淘汰现有生产设备的情况下引入这一先进的系统。1、系统网络结构系统网络结构图如图4所示：一个车间有一台PXI总线计算机，可根据具体的控制对象的数量配合相应数量的PXI数据采集卡，由PXI背板的网络接口接入整个公司的工业以太网实现数据的交换和远程控制命令的发送，从而实现企业总监控台对每个车间的生产情况进行实时的监控并生成报单存储。择PXI-6052E采集卡实现多通道的采集，采样时差对信号特征的影响很小。采集上来的信号在上位机做运算...