基于LabVIEW的余热回收回路的数据采集系统设计.docx

摘要：本课题旨在在柴油机余热回收回路上建立数据采集系统，并对回路进行反馈控制。方法为利用传感器获得柴油机工作时各项参数，并将收集到的数据通过通讯模块传送到基于LabVIEW开发平台搭建的上位机，使用LabVIEW进行编程实现数据采集、显示、储存以及反馈控制的功能。其中主要工作包括了硬件系统的搭建、软件系统程序的编写、实现串口通讯、Modbus通讯协议规定下的通讯、基于LabVIEW的PID算法控制的实现等。目前已实现的功能有：对回路中各项数据进行监测，根据将收集到的数据进行分析计算使用PID算法实现柴油机内循环热交换器进口处水温恒温控制。今后的研究中可以将这种数据采集控制系统推广到余热回收回路的其他组成部分，并设计更为复杂全面的控制思路，使柴油机各个部分可以进行协调控制。

关键词：余热回收；数据采集；LabVIEW；反馈控制

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1课题的研究背景和意义-1

1.2虚拟仪器技术国内外研究状况及发展趋势-1

1.2.1 国内外研究状况-1

1.2.2 虚拟仪器技术的发展趋势-2

1.3本课题研究的目的、主要工作和研究方法-2

1.4 本章小结-3

第二章 总体系统设计-4

2.1需求分析-4

2.2系统总体设计-4

2.2.1 系统总体框架设计-4

2.2.2 总体方案确定-5

2.2.3 数据采集、处理和显示以及反馈控制-6

2.3硬件系统-7

2.3.1 传感器的选择和安装-7

2.3.2 通讯模块的选择-7

2.4 LabVIEW软件系统-7

2.4.1 虚拟仪器简介-7

2.4.2 虚拟仪器优势-8

1. 用可自定义仪器功能-8

2. 开发和维护费用低-8

3. 技术更新周期短（0.5-1年）-8

4. 成本较低，仪器间有很高的资源的重复利用率-8

5. 开放、灵活，创新速度快，能够与计算机技术保持同步发展-8

6. 可以与网络和周边的设备方便地连接-8

7. 软件是虚拟仪器的主体，升级方式灵活简单-8

2.5 本章小结-8

第三章  基于LabVIEW模型搭建和数据收集控制系统设计-9

3.1 模型搭建-9

3.1.1 模型预期达到目标-9

3.1.2 模型硬件选型-9

1. 温度传感器-9

2. 流量计-9

3. 电动调节阀-9

4. 通讯器材-10

3.1.2 模型控制系统-10

3.2 LabVIEW虚拟仪器技术-12

3.2.1 LabVIEW编程语言介绍-12

3.2.2 LabVIEW编程-12

1.调节阀调节命令以及通讯协议-12

2.流量计数据采集-15

3.温度信号显示和储存-16

5. 最终设计完成的人机交互界面-18

3.3 本章小结-19

第四章  PID控制-20

4.1 PID控制介绍-20

4.2温度控制的PID算法实现-20

4.3温度与开度关系的确定-20

4.4 PID参数的整定-20

(1) 确定比例系数Kp-21

(2) 确定积分时间常数Ti-21

(3) 确定微分时间常数Td-21

4.5 本章小结-22

第五章  总结与展望-23

参考文献-24

致谢-26