工控实验报告

工业控制计算机实验报告

实验一A/D、D/A转换实验一、实验目的1.理解温控系统的构成。2.理解NI测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设立。3.理解Dasylab软件的各项功效，并会简朴的应用。4.通过实验理解计算机是如何进行数据采集、控制的。二、实验设备微型计算机、NIUSB6008数据采集卡、温度控制仪、温箱。三、实验内容1．理解温度控制系统的构成。2．认真观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设立尚有dasylab基本功效的演示。3．认真阅读dasylab有关文档，学习协助文献tutorial理解其基本使用办法。4．动手实践，打开范例，认真琢磨，并独立完毕数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的AD及DA系统，完毕之后，按照自己的需要及爱好搭建几个简朴的系统运行。四、温控系统的构成计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成，被控对象为温箱,温箱内装有电阻加热丝构成的电炉，尚有模拟温度传感器AD590。系统框图如图所示：五、温控仪基本工作原理温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路构成。被控制的加热炉允许温度变化范畴为0～100℃.集成电路温度传感器AD590(AD590温数据采集卡温度控制仪温箱度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,敏捷度为1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将AD590送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为0～5V的原则电压信号，一路送给炉温批示仪表,直接显示炉温值。另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机USB总线接口上的NIUSB600812位数据采集卡将传感器送来的0～5V测量信号转换成0～FFFH的12位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制度变化的输出量,再通过NIUSB6008将该数字输出量经12位D/A转换器变为0～5V的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出对应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达成控制炉温的目的。六、思考题1.数据采集系统差分输入与单端输入有些什么区别？各有什么优缺点？答：差分输入的是将两个输入端的差值作为信号，这样能够免去某些误差。单端信号是相对于差分信号而言的，单端输入指信号有一种参考端和一种信号端构成，参考端普通为地端。差分输入的优点是测量精度较高能够克制干扰信号，缺点是连线较为复杂。单端输入的优点是连线简朴，缺点是精度不够高。2.dasylab相对于ni其它软件有什么优缺点？答：（1）dasylab拥有专业图形化高速数据采集、显示、控制、分析软件包。(2)易用的图形化界面,无需繁琐的编程工作,满足非专业编程人员的测试需要(3)支持多个总线的硬件产品，与康泰公司数据采集硬件完美配合使用，另外还支持数十家专业数采厂家的硬件产品。(4)DASYLab是多功效组态软件包，采用全模块化设计，无需任何编程经验，即可轻松搭建数据采集、分析、显示、控制软件。3.运用你的发散思维，罗列出dasylab的应用场合，越多越好。答：dasylab能够应用在多个自动控制领域，dasylab能够用在电压、电流、流量、压力控制及测量领域，也能够模拟多个虚拟仪器。4.给出一种你心目中dasylab的抱负应用，用简朴的dasylab模块画出来并辅以简洁的阐明。答：通过dasylab用于每天的污染指数的测量，对于每天污染指数进行测量，并且对于数据进行分析，统计其峰谷值，以及污染指数变化的周期。将其测量以及分析所得数据绘制成图表，以供研究污染指数的变化趋势。七、实验小结 通过第一次实验，我对于dasylab有了初步的理解。Dasylab这款软件对于初学者来说是比较容易上手的，和谐的图形界面有效的能够使使用者对于所需要的系统进行模拟，简洁明了的图形界面免去了使用者对于编程方面能力的需求。在免去编程能力的需求的同时又拥有大量控件，能够满足全部的模拟规定，对于多个不同输入状况下的系统状态都能进行模拟，是一款非常优秀的软件。

实验二基于DASYLab的的温度控制系统设计实验一、实验目的运用Dasylab软件实现基本的PID温度控制算法。二、实验设备 微型计算机、NIUSB6008数据采集卡、温度控制仪、温箱。三、实验内容 1．运用NImax建立数据采集卡的输入输出任务。在前面实验的基础上，在DASYLab工作区搭建完整的P、PI、PD、PID控制电路，设立对应的参数，运行程序查看控制效果。2．分别搭建模入、模出通道并验证其有效性 3.在选用系统提供的PID模块，创立完整PID系统，添加适宜的辅助模块，观察温度曲线。在做好一组算法曲线之后，打开温箱外壳，自然冷却，待温度低于30度时装回外壳，再做另外一种算法。对上课所学内容一一印证。4.在有时间的状况之下，参考图自行搭建PID系统。观察本次实验曲线和前面的采样曲线有什么区别？达成峰值的时间，超调量的大小等。四、实验原理（见实验一）五、PID实验阐明参考程序示意如图所示基于DASYLab的PID控制程序示意图图是本次实验的最小系统示意图，完整的、功效相对完善的图请同窗自行完毕。当给定温度为40°C时，控制电流曲线和测量温度值、误差变化如图所示。PID控制响应曲线1：设定温度值2:测量温度值3：误差有关上面给出程序框图的阐明：1）上图程序框图为最小系统仅供参考，各人可根据本身的具体状况做适宜的修改，譬以下图的PID控制响应曲线上面有毛刺，不平滑，如果考虑在内，应当如何去除毛刺？构建出一种实际应用的仪器面板应当如何做？2)上面的图示并未反映各个模块具体是怎么配备的状况，请自行分析，适宜地设立。3）有关PID参数的整定，请按照教科书或参考材料上的介绍的办法先做一种规划，有序地进行。六、实验环节1.实验前认真阅读注意事项；2.检查温控箱和数据采集卡的连线与否接好；3.打开电脑，拟定温控仪与否处在机控状态；4.用NImax软件对数据采集卡进行配备（建立输入输出任务）。然后进入NIDASYLab软件界面，点击老师通过电子教室分发的有关文档学习理解usb6008、nimax软件的设立，dasylab的基本使用方法；5.选用模入通道模块、系统自带PID模块、模出通道及某些虚拟仪表等构成闭环；6.设定适宜的PID参数；7.设定好后来点击启动按钮开始实验，观察实验现象；8.做完一种算法实验后，关掉温度控制仪电源，打开温箱的外壳，使其自然冷却。9.待炉温下降至30度下列，选择另外一种算法，用上述同样的办法重复前面的环节实验；10.观察本次实验曲线和前面的采样曲线有什么区别：涉及达成峰值的时间，超调量的大小等。11.完善最小系统，加上滤波等模块，建立仪器面板等构成一种较为实用的系统。七、实验注意事项1.拟定温控仪处在机控状态。控制方式一定要处在机控，否则可能炉温上升过快，采样失败，更有可能造成炉温过热，烧毁电炉。2.升温时电流大小达成0.9A左右。3.温度给定设在40度左右，以延长电炉的寿命并缩短实验时间。4.采样期间因其过程较慢，要耐心等待。5.每过一段时间用手触碰温箱的外壳，如果手感觉不烫，就阐明温度没有失控。6.务必先预习DASYLab协助中“Basics、Tutorial”部分内容，而后再设计编程，以免浪费时间。7.先运用控制模块组中的PID模块构成系统并变化参数做实验，然后不使用控制模块组中的PID模块，自行搭建PID控制模块试试。8.因预习时同窗们手头不一定有数据采集卡，因此能够临时用声卡或信号发生器替代，到实际做实验时将其替代回即可。八、实验成果实际连线图以下：实验状况以下：九、实验思考题1.现在的温控系统只能控制炉温的上升，炉温的下降要靠自然冷却，因此在此期间无法通过计算机控制，如果是由你来设计一种温度控制系统，应当如何改善，方便都能用计算机控制？答：应在温控系统中加入一种能够用于冷却的电扇装置，当需要降温时通过程序启动电扇使其温度减少，减少到所需温度时再通过程序控制使其关闭。2.对于数据采集过程中产生的毛刺，如何去除？用哪个模块？简要阐明之。答：毛刺能够运用数字低通滤波器去除。在输入模块背面加入一种DigitalFilter即可。3.感觉温度上升太慢，要针对这点改善，即做到温度上升较快，而又满足控制优化的目的，应当如何改善，给出dasylab的实际连线图，并简要阐明之。答：想要使温度上升较快并且满足控制优化的目的能够再PID环节中引入反馈，通过对于反馈参数的设立完毕所需的控制规定，以下图所示。

实验三基于DASYLab的网络测控一、实验目的：通过实验理解网络测控系统的构成及应用前景。二、实验设备：微型计算机、NIUSB6008数据采集卡、温度控制仪、温箱。三、实验内容：不相邻的同窗二人一组，在前面实验的基础上，一人设立成服务器，另一人设立成客户机，在原有程序基础上加入网络传输等模块并合理地配备之后，双方启动程序，服务器端向客户机端发送数据，在观察成果无误之后，二人交换服务器与客户机的角色直至完毕实验。四、实验环节：1、网络测试系统构成：在对某型号的武器装备实验进行测试时，由于实验现场环境恶劣且含有危险，并且规定对该信号进行定时或不定时的监测，在这种状况下，我们采用了网络测试技术，其测试连接如图3-1所示。图3-1系统构成框图图中的Dewebook是集信号调理和A/D数据采集功效于一身的仪器，由在实验现场的电脑(服务器)通过1394口的数据线与其连接，运行虚拟仪器软件Dasylab10.0的程序对其进行控制。将测试数据采集后，存入服务器的同时通过LAN网络发送给远端的客户机，由客户机进行数据整顿、分析。2、TCP/IP网络设立：2.1设立IP地址：在服务器上设立IP地址以下：IP地址(I)：192.168.0.228；子关掩码(U)：255.255.255.0。在客户机上设立IP地址以下:IP地址(I)：192.168.0.225；子关掩码(U)：255.255.255.0。2.2建立两机间的网络通讯：在客户机WINDOWS桌面下，点击“开始”，在点击“运行”，键入“command”命令,点击“拟定”。在出现的DOS界面下PING服务器的IP地址，即键入“ping10.0.1.1现图2所示，即表明两电脑之间的网络能够互联互通。反之，表明两机之间通讯失败。需要检查网络，直至出现图3-4的显示。3、Dasylab软件设计与模块设立：3.1服务器的Dasylab程序设计：在实验现场的服务器运行主程序以下图所示：程序的重要模块有信号发生器、数字示波和网络传输。Dasylab程序界面下点击“measurement”的下拉菜单，点击“remotecontrol”,来进行远程控制的设立，定义此机为服务器。口令“Password”能够不设立。如图3-6所示：图3-6定义服务器在服务器主程序下双击“NETOUTPUT00”模块,进行网络输出模块设立。在“datatransfer”选项中点选“blocks”，即网络间以“blocks”的方式传输数据，较“SingleValues”方式会占用更多的计算机资源和网络带宽，但数据传输对的且几乎无迟滞性，现有的计算机性能都能满足规定。如图3-7所示：图3-7NetOutput设立3.2客户机的Dasylab程序设计：在实验远端的客户机运行主程序如图3-8所示：图3-8客户机的Dasylab程序界面程序的重要模块有网络接受数字显示。在Dasylab程序界面下点击“measurement”的下拉菜单，点击“remotecontrol”,来进行远程控制的设立，定义此机为客户机，受名为“IAD10”的服务器控制。 在客户机主程序下双击“NETINPUT00”模块，进行网络模块的设立，在“NetworkConnection”的设立中，点击“ComputerName”的“Browse”,选择与其相连的服务器名称。点击“ModuleName”的“Browse”,选择服务器的网络输出模块名称。在“Option”设立中钩选，意思是如服务器重起实验，本机停止且重起实验。其它可保持缺省设立。至此，完毕了网络化的模块设立和程序设计。4、运行：4.1运行服务器的Dasylab程序：运行服务器程序如图3-10所示：图3-10服务器程序运行成果4.2远端的客户机上运行Dasylab程序：如图3-11所示：图3-11客户机程序运行成果由服务器和客户机运行成果能够看出，两程序的输出相似。五、实验思考题1.如何查看本机的ip地址？答：运行->cmd->在命令行中输入ipconfig即可查询到本机ip地址2.