Система температурного контроля на основе NI LabVIEW.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Новые технологические решения в сфере автоматизации могут значительно упростить и ускорить разработку и эксплуатацию современных радиотехнических систем. Предлагается система температурного контроля аппаратуры РЛС 55Ж6, на основе CompactRIO и среды разработки LabVIEW.

В настоящее время предложено достаточное количество технологических концепций, однако их внедрение часто вызывает трудности. В особенности это касается низкоуровневой части полной системы автоматизации – АСУТП (автоматизированная система управления технологическими процессами).

Эти системы принадлежат классу HMI (Human-Machine Interface – человеко-машинный интерфейс), то есть обеспечивают двустороннюю связь «оператор – оборудование», а также полную интеграцию с другими информационными системами предприятия.

Учитывая вышесказанное наряду с общими структурными соображениями, можно сформулировать технические требования к современным подсистемам АСУТП:

- выбор оптимального, с точки зрения эффективности и надежности, удовлетворяющего международным стандартам контроллерного оборудования;

- выбор оптимального, с точки зрения компактности и защищенности от внешних факторов, конструктивна, удовлетворяющего международным стандартам.

- обеспечение широкого температурного диапазона работы технических средств локальных систем автоматического управления

- защита контрольно-измерительных и информационных каналов от внешних воздействий, а также усиление передаваемых сигналов;

- поддержка стандартных каналов обмена технологической информацией между отдельными автоматизированными объектами и централизованной системой управления и контроля;

- возможность обмена данными по информационным каналам в реальном времени;

- обеспечение высокоэффективного человеко-машинного интерфейса в системе визуализации и мониторинга;

- эффективное, с точки зрения временных затрат, реконфигурирование, настройка, а также поиск и устранения неисправностей.

Система температурного контроля аппаратуры РЛС 55Ж6 разработана в среде графического программирования LabVIEW и представлена на рисунках 5.1 Она может использоваться в диапазоне температур от -40 до +70 °C.

Рисунок 5.1- Система температурного контроля аппаратуры РЛС 55Ж6

Рисунок 5.2- Регулируемый процесс нагревания/охлаждения

Регулируемый процесс нагревания/охлаждения представляет собой стандартную систему с обратной связью. Один из наиболее распространенных в промышленности алгоритмов управления такими процессами – PID-регулирование (пропорционально- интегро- дифференциальное регулирование). Контроллер сравнивает измеренную величину с заданной, на основе их разности, или «ошибки», вычисляется необходимое значение управляемого параметра. Учитывается также история процесса и скорость изменения величины ошибки. Популярность этого алгоритма объясняется его устойчивой производительностью при непостоянных внешних условиях, а также относительной простотой реализации и настройки.

Управляющий алгоритм системы температурного контроля организован в цикле реальноговремени(см. рисунок ). На первом этапе контролируемым параметром является температура нагревателя, а управляемым – скорость вращения вентилятора, на втором этапе – скорость вращения вентилятора и напряжение на вентиляторе соответственно (см. рисунок 4).

Рисунок 5.3 Схема управляющего алгоритма

Заданный температурный режим выставляется в блоке «Temperature Status» - рисунок 5.4

Рисунок 5.4- Блок «Temperature Status»

Рисунок 5.5-Термометр

Также предусмотрено ведение статистики и ее публикация в интерфейсах человек-машина, а также в файлах, доступных по FTP – рисунок 5.6

Рисунок 5.6-Статистика и публикация в интерфейсай

Предоставляет возможность быстрой и эффективной модификации интерфейсной части приложения, не затрагивая управляющую часть (цикл ПЛИСи цикл реального времени).

Также предлагается в дополнение к имеющимся средствам измерения РЛС 55Ж6 использовать электронный двулучевой осциллограф созданный на основе виртуальных измерителей в среде разработки NI LabVIEW. Осциллограф представлен на рисунке 5.8, 5.7

Рисунок 5.7- Осциллограф

Рисунок 5.8- Осциллограф

Вывод

В состав РЛС 55Ж6 входят элементы многих типов, их надежность по-разному зависит от температуры. Разработанная система температурного контроля демонстрирует преимущества использованного оборудования и программного обеспечения. Очевидно, что контрольно-измерительная система в среде разработки NI LabVIEW, позволяет повысить показатели надежности РЛС 55Ж6, которые зависит от большого числа факторов, в том числе и от температуры.

Заключение

На основе анализа аппаратуры автоматического контроля РЛС 55Ж6 сделаны выводы:

- система контроля не позволяет проанализировать РЛС 55Ж6 в полном объеме;

- сложность аппаратуры РЛС 55Ж6 приводит к увеличению времени поиска неисправностей.

- отсутствие автоматического контроля температурного режима аппаратуры РЛС 55Ж6 снижает надежность.

Для устранения этих недостатков следующие разработаны приложения:

а) система температурного контроля аппаратуры РЛС 55Ж6;

б) электронный двулучевой осциллограф созданный на основе виртуальных измерителей в среде разработки NI LabVIEW:

Систему температурного контроля на основе NI LabVIEW предлагается использовать в на современных образцах РЛС. Это позволит повысить надежность современных РЛС и продлить срок службы.

Применение электронного двулучевого осциллографа созданного на основе виртуальных измерителей в среде разработки NI LabVIEW можно использовать при проведение лабораторных работ в качестве лабораторного макета.

Доработку измерительного комплекса для сбора и анализа данных основных систем РЛС необходимо вести в направлении ее расширения. Следующим направлением доработок является автоматизация процесса контроля работоспособности и отыскание неисправностей в РЛС 55Ж6.

Список используемой литературы

1 В.С. Громов, А.В. Покутный Р.Л. Вишнепольский, В.Н. Тимофеев «Интегрированные системы автоматизации для отраслевых применений», Мир компьютерной автоматизации, 3/2001

2 Кристофер Уильсон, «Разработка графических динамических пользовательских интерфейсов для АСУТП», Real-Time Magazine, 4/95

3 Graham C. Goodwin, Stefan F. Graebe, Mario E. Salgado " Classical PID Control", Control

System Design,

4 Н.А. Виноградова, Я.И. Листратов, Е.В. Свиридов.«Разработка прикладного программного обеспечения в среде LabVIEW». Учебное пособие – М.: Издательство МЭИ, 2005.

5 http: //www.automationlabs.ru/

6 http: //digital.ni.com/

7 http: //www.labview.ru/

8 http: //ru.wikipedia.org/

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56