冷库检测与控制系统

课程设计说明书（2015/2016学年第一学期）

课程名称：《测控系统工程设计》课程设计

题目：冷库检测与控制系统

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：苗敬利王艳芬王立国

设计周数： 2周

设计成绩：

2015 年 1 月 8日

目录

1)设计任务和目的

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2) 原始数据及主要任务

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3）技术要求

----------------------------------------------3 4）设计原理

----------------------------------------------3 5）数据采集卡

--------------------------------------------3 6）上位机LabVIEW前面板与程序框图

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7）3.4测试

----------------------------------------------4 8）总结

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课设目的

在现代测控系统中，我们经常会采用上位机和下位机的开发控制模式。下位机主要是用来采集数据，可以通过嵌入式控制器、单片机控制器、PLC等来实现。上位机主要是图形界面，用来实时显示采集数据，并进行数据分析及处理，同时可以控制下位机。上位机的实现可以通过各种高级语言，比如VB、Delphi等以及NI公司的图形化虚拟仪器软件开发环境LabVIEW.由于LabVIEW采用的是图形化的编程方法，所以无论你是否有过编程经验，都可以快速、高效地设计用户界面，实现与控制硬件的通信，并进行数据分析和处理。如今LabVIEW 已经渗透到工业测量的各个领域，与此同时在嵌入式、FPGA、DSP、实时控制等领域也发挥着巨大的作用。

本课程设计要求在修完《虚拟仪器程序设计技术》课程后，运用LabVIEW组态软件，结合一个自动控制系统，完成该控制系统的上位机LabVIEW组态设计。使学生掌握监控软件的设计和编程方法，得到计算机监控系统程序设计与调试，以及编写设计技术文件的初步训练。为从事计算机控制方面的工作打下一定基础。

1.原始数据及主要任务

对冷库中的温度，湿度以及CO2浓度等控制指标进行检测与控制，软件部分使用LabVIEW 虚拟仪器编程语言设计程序。并了解硬件部分中多功能数据采集卡控制模拟多路开关的切换，实现对多路控制指标进行检测与控制。最终实现对上位机监控系统进行模拟试验。最后对本次课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

2.技术要求

（1）分系统主要是对冷库中的温度、湿度和二氧化碳浓度等参量进行检测和控制、实现相应参数的动态图形显示和模拟仪表显示。

（2）通过数据采集卡和硬件接口电路来基本搭建硬件平台，软件开发环境采用美国NI 公司的虚拟仪器编程语言LabVIEW。

（3）要求系统操作简单，使用方便，满足用户要求。

（4）课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。

3.课程设计正文

3.1设计原理

本设计是要实现用一台通用计算机和一个数据采集卡来实现对多个冷藏室的温度、湿度、CO2

浓度的检测和监控。它采用计算机分时系统中给多任务和各个任务分配时间片的原理，来实现用一个计算机和一个数据采集卡对多个冷藏室中的温度、湿度、CO2浓度进行检测和控制。通过多路模拟开关实现各个硬件数据通道之间的切换，达到各个通道分时间片采样和控制的目的。

3.2数据采集卡

该系统的数据采集卡采用北京阿尔泰科贸有限公司的PCI2003数据采集卡。它有单端16路（即双端8路）12位的A/D通道，12位的两路D/A通道和开关量输入输出通道各16路。模拟通道输入的方式为模拟电压双端输入的方式，因为双端接法的抗共模干扰的能力强，可以有效抑制共模干扰信号，适合采集小信号，提高采集精度。

3.3上位机LabVIEW前面板与程序框图

（1）相关函数介绍

在做LabVIEW串口通信的时候首先要安装VISA驱动，驱动可以从网上下载。LabVIEW 对串口的操作主要是读操作和写操作。本实例主要是接受数据，也就是读操作，在这里首先介绍一下与此实例相关控件和函数。

①VISA资源名称

在“新式”控件选项卡下“I/O”子选项卡下有“VISA资源名称”控件。安装好VISA 驱动后，与硬件连接好后，该控件下可以列出相应的COM口，可以选择合适的COM口。

②VISA配置串口函数

该函数位于函数选项卡下的“仪器I/O”

子选项卡下，主要用来对串口进行参数配置，包括波特率、数据比特、奇偶校验等。

③VISA读取和VISA关闭函数

VISA读取函数的功能是从VISA资源名称所指定的设备或接口中读取指定数量的字节，并将数据返回至读取缓冲区。VISA关闭函数的功能是关闭VISA资源名称指定的设备会话句柄或事件对象。

（2）程序框图设计

程序框图设计如图1所示。

3.4测试

将硬件连接好后，上电，下载程序，运行labVIEW,当co2浓度高于co2浓度上限时，co2浓度上限灯亮，当co2浓度低于co2浓度下限时co2浓度下限灯亮。当湿度高于湿度上限时，湿度上限灯亮，当湿度低于湿度下限时，湿度下限灯亮。当温度高于温度上限时，温度上限灯亮，当温度低于温度下限时，温度下限灯亮。