基于新构造体征的自动化勘验扼制仪表的研发践行
计量专家 · 2011-12-09 08:54 · 38175 次点击
序列综合预设本温控序列主要由灯泡度数勘验、环境度数勘验、外部可控硅调功、继电器报警以及PC机通信部分组成,扼制序列的框图如示。序列分析整个序列以自动化仪表为核心,自动化仪表主要完成4个功能:采样灯泡度数以及环境度数,通过新品类等算法运算扼制量,将扼制量输出到外部可控硅以进行交流调功扼制灯泡度数,与PC机通信。采样灯泡度数是利用热电偶将其转换为电压信号,再利用自动化仪表的ICL7135将电压信号进行A/D转换得到数字量。环境度数的勘验是利用LM35芯片将度数值转换为电压值,同样通过ICL7135进行A/D转换。
新品类运算是利用自动化仪表内部的单片机编制运算新品类的序列,将灯泡度数与设定度数之差作为误差,从而运算出扼制量。
扼制量的输出是指用可控硅实现交流调相调功,以扼制灯泡度数。自动化仪表内部自带一个小功率的可控硅MOC3081,不能直接用于扼制灯泡,必须在外部再接一个功率比较大的可控硅,利用小可控硅扼制大可控硅,利用大可控硅扼制灯泡。另外,为了实现交流调相法调功,还需要利用自动化仪表勘验过零信号。
与PC机的通信是指利用单片机的RS232串口与PC机进行实时通信,将扼制过程中的数据发送到PC端,在PC端画出过程曲线、修改参数并进行数据库操作等。
仪表端软件预设被控量的选择本扼制序列目的是要扼制灯泡的度数,因为灯泡的度数与热电偶的电压值是一一对应的,而电压值对于自动化仪表来说更加直接,所以在扼制时可以把电压值当作被控量,只有在显示时将其查表转换为度数值。这样处理有另外一个优点,那就是可以提高扼制精度。
因为每1℃度数对应的热电势约为0.04mV,而自动化仪表测量电压的精度为0.01mV,即以电压为被控量其精度将比以度数为被控量时提高4倍。扼制量的选择灯泡的度数是由灯泡的功率决定,而功率由加在灯泡两端的交流电压决定,所以要改变度数就要改变灯泡的电压。交流调压是指交流电压幅值的变换(其频率不变),相对于交流调功方式(过零触发方式)而言,其负载电压的交流有效值平稳,有利于度数稳定,灯泡不会出现闪烁。而要做到这一点就需要交流过零信号的配合,使可控硅的扼制周期与交流电同步。
PC端软件预设序列的软件采用VB6.0编程实现,由于本软件需要采用串行口与自动化仪表进行数据交换,同时还要具有数据库操作、画图等多种功能,经过权衡比较,决定采用微软公司的可视化研发践行工具VisiualBa-sic6.0,在WindowsXP平台下研发践行,其中在序列数据采集串口通信编程中使用MSComm控件,在数据库编程中使用基于微软的Jet数据库引擎的Data控件来实现数据库的操作,画图通过调用PictureBox控件的Line方法来实现。应用序列的操作界面如所示。下面简要给出在实现主要功能时所用的方法。测量超调量使用Slider控件,将参考线的纵坐标与Slider控件的Value属性绑定,使参考线随Slider控件的调节而上下移动。
本文主要利用仪表和若干外部电路构建了一个度数扼制序列,在序列中综合应用了自动化仪表的大部分功能,通过编程实现了新品类、模糊扼制,并且将前期调试过程中的各个独立的模块软件整合为一个完整的仪表序列,利用串口实现仪表与上位机的通信,并用VB编写了PC端的应用序列。