Luận Văn Ứng dụng LabView điều khiển lò nhiệt ghép nối với máy tính

Đồ án tốt nghiệp năm 2013
Đề tài: Ứng dụng LabView điều khiển lò nhiệt ghép nối với máy tính




MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH LABVIEW 4
1.1: Tổng quan về labVIEW 4
1.1.1. LabVIEW là gì? 4
1.1.2.Vai trò của LabVIEW . 4
1.1.3.Các chức năng chính của LabVIEW . 5
1.1.4.Phần mềm nhúng vào LabVIEW 5
1.1.5.Các giao thức kết nối . 6
1.1.6.Các Module và bộ công cụ LabVIEW 6
1.1.6.1.Các module LabVIEW . 6
1.1.6.2.Các bộ công cụ LabVIEW . 7
1.1.7.LabVIEW làm việc như thế nào? 7
1.2.Các thành phần của LabVIEW . 8
1.2.1.Bảng giao diện (The Front panel) . 8
1.2.2.Sơ đồ khối (The Block Diagram) 11
1.3.Những công cụ lập trình LabVIEW . 13
1.3.1.Tools Palette 13
1.3.2.Bảng điều khiển (Controls Palette) . 14
1.3.3.Bảng các hàm chức năng (Function palette) . 16
1.4.Các loại Control và Indicatior 24
1.4.1.Các Control thường dùng 24
1.4.2.Các dạng Indicator thường dùng . 26
1.4.3.Kiểu dữ liệu trong LabVIEW và chuyển đổi dữ liệu 29
1.5.Vòng lặp While (While Loop), vòng lặp For (For Loop) 30
1.5.1.Vòng lặp While (While Loop) 30
1.5.2.Vòng lặp For (For Loop) . 32
1.6.Mảng . 33
1.6.1.Khái niệm về mảng và cách tạo mảng 33
1.6.2.Trích dữ liệu từ một mảng . 35
1.7.Bó . 37
1.8.Cách tạo thiết bị ảo và thiết bị ảo con. . 40
CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ 47
2.1.Giới thiệu 47
2.2.Ưu nhược điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu 47
2.3.Nguyên lý làm việc của lò điện trở 48
2.4.Các phương pháp điều khiển lò điện trở 49
2.4.1.Điều khiển dùng Rơle . 49
2.4.2.Điều khiển Thyristor . 50
2.4.3.Kết luận . 52
2.5.Các nguyên tắc điều khiển Thyristor (Triac) . 53
2.5.1. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính . 53
2.5.2. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” 54
2.5.3. Sơ đồ khối mạch điều khiển. 55
CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ GIAO TIẾP VỚI MÁY
TÍNH BẰNG LABVIEW . 57
3.1.Phương án thiết kế 57
3.1.1.Yêu cầu thiết kế . 57
3.1.2Phương pháp điều khiển . 57
3.2: Giới thiệu Card USB-9001 58
3.2.1: Thông số kỹ thuật . 58
3.2.2Cách sử dụng 60
3.3 Mô hình điều khiển sử dụng card USB-9001 . 61
3.3.1. Sensor LM35 61
3.3.2.Xây dựng mô hình điều khiển: 62
3.4: Chương trình điều khiển bằng ngôn ngữ LabVIEW . 63
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI . 65
4.1.Các kết quả đã thực hiện được trong đề tài 65
4.2.Những hạn chế 65
4.3.Hướng phát triển của đề tài 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 67




LỜI NÓI ĐẦU
Điều khiển là một lĩnh vực quan trọng của đời sống xã hội, của nền kinh
tế quốc dân, của khoa học kỹ thuật và của nền đại công nghiệp. Bất cứ ở vị trí
nào, bất cứ làm một công việc gì mỗi người trong chúng ta đều tiếp cận với điều
khiển. Nó là khâu quan trọng quyết định sự thành bại trong mọi hoạt động của
chúng ta.
Nền đại công nghiệp hiện nay càng ngày càng được nâng cao, mức độ tự
động hóa với mục đích nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất, giải
phóng con người ra khỏi những vị trí làm việc nguy hiểm và độc hại Để tiếp
cận với nền đại công nghiệp có trình độ tự động hóa cao National Instruments là
tiên phong đứng đầu về các dụng cụ ảo, phương pháp đo đạc và tự động hóa của
các kỹ sư, nhà khoa học trong công nghiệp. LabVIEW nhằm nâng cao khả năng
đo lường công nghiệp nhờ những đặc điểm mới được thiết kế cho những giao
diện phân tích và điều khiển tiên tiến, quản lý hệ thống phân tán nâng cao và
đích (target) mới cho giao diện người máy (HMI). Môi trường LabVIEW mở
tương thích với mọi thiết bị đo với các trợ giúp tương tác, tạo mã nguồn và khả
năng kết nối tới hàng nghìn thiết bị giúp tập hợp dữ liệu dễ d àng. Vì LabVIEW
cung cấp tính kết nối tới hầu hết mọi thiết bị đo, nên bạn có thể dễ dàng kết hợp
những ứng dụng LabVIEW mới vào các hệ thống hiện đại. Chính vì vậy mà
LabVIEW ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành lựa chọn hàng đầu
của các kỹ sư và các nhà khoa học trên toàn thế giới.
Mục đích nghiên cứu của đồ án:
- Nghiên cứu về cách thức sử dụng phần mềm LabVIEW, tìm hiểu về các
ứng dụng của LabVIEW như: cách tạo giao diện, lập trình sơ đồ khối, làm thế
nào để tạo thiết bị ảo (VI) và thiết bị ảo con (Sub VI)
- Nghiên cứu về card USB- 9001, cách truyền và nhận tín hiệu từ phần
mềm LabVIEW tới card USB- 9001.
- Điều khiển và ổn định nhiệt độ trong lò nhiệt bằng phương án điều khiển
kiểu Rơle
2
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Với đề tài: “Ứng dụng LabVIEW điều khiển lò nhiệt ghép nối với máy
tính”, đối tượng nghiên cứu của em bao gồm: nghiên cứu về phần mềm
LabVIEW, card USB- 9001, và lò nhiệt điện trở. Thu thập tín hiệu từ cảm biến
(cảm biến nhiệt độ), giao tiếp với PC thông qua card USB- 9001, phần mềm
LabVIEW xử lý tín hiệu đưa vào, sau đó sẽ xuất tín hiệu ra để điều khiển nhằm
ổn định nhiệt độ trong lò.
Ý nghĩa thực tiễn của đồ án:
Nghiên cứu phần mềm LabVIEW với những ứng dụng rất rộng rãi, bởi vì
bằng phần mềm chúng ta có thể thiết kế, điều khiển và kiểm tra như các phần
cứng điều khiển và đo đạc. LabVIEWcó khả năng kết nối tới rất nhiều thiết bị
giúp tập hợp dữ liệu dễ dàng, đồng thời cung cấp tính kết nối tới hầu hết mọi
thiết bị đo, vì vậy có thể dễ dàng kết hợp những ứng dụng LabVIEW mới vào
các hệ thống hiện đại.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, ổn định nhiệt độ được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp và nông nghiệp. Trong công nghiệp, ổn định
nhiệt độ được ứng dụng trong các lò nung thép, lò nung gạch , trong các đường
ống dẫn dầu, lò hơi trong các nhà máy bia rượu Trong nông nghiệp ổn định
nhiệt độ được ứng dụng trong các lò ấp trứng, lò sấy và bảo quản các sản phẩm
nông sản. Như vậy, việc ổn định nhiệt độ có vai trò quan trọng góp phần thúc
đẩy sự phát triển của nền kinh tế.
Nội dung thực hiện đề tài của chúng em gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về ngôn ngữ lập trình LabVIEW.
Chương 2: Điều khiển lò nhiệt điện trở.
Chương 3: Điều khiển lò nhiệt giao tiếp với máy tính bằng phần mềm
LabVIEW
Chương 4: Kết luận – Hướng phát triển của đề tài




TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng việt
1. Evtatech – Vagam:Học nhanh LabVIEW tiếng việt
2. Hieutq: Tự học nhanh Labview 8.2 bằng hình ảnh.
Tiếng anh
3. Getting Stared With LabVIEW – Author (Apache Software Foundation).
4. LabVIEW Fundamentals - Author (Apache Software Foundation).
5. LabVIEW Quick Reference Card – National Instruments Corporation.
6. LabVIEW Advanced I, của hãng National Instrument.
7. LabVIEW Basics I + Basics II Course Manual của National Instrument.
8. PCI – 1710/1710 HG Multifunction DAS card for PCI bus user’s Manual.
9. LabVIEW Tutorial Manual - National Instruments Corporation.
Internet
10. http://www.ni.com
11. http://www.advantech.com/support
12. http://www.dieukhientudong.htm
13. http://techteach.no/labview/lv85/pid_control/index.htm
14. http://www.dientuvienthong.net