基于虚拟仪器技术的贮液罐状态监控系统设计.docx

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基于虚拟仪器技术的贮液罐状态监控系统设计

信息与电气工程学院

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

题目：

基于虚拟仪器技术的贮液罐

状态监控系统设计

专业班级：

学生姓名：

学号：

2016年1月8日

目录

一、概述2

二、课程设计目的及要求2

2.1设计目的2

2.2设计任务和技术要求2

2.2.1设计主要任务2

2.2.2技术要求3

三、总体设计4

3.1设计流程框图4

3.2设计内容4

3.3设计步骤5

3.4设计结果5

3.4.1前面板图形5

3.4.2背面板程序框图6

3.4.3程序运行时图形7

四、课程设计心得与体会8

五、参考文献8

一、概述

虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

灵活高效的软件能帮助我们创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求，这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。

只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。

LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境）是一种图形化的编程语言（又称G语言），它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境,使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是程序框图。

LabVIEW的特点如下：

◆编程简单；

◆开发周期短；

◆高效性；

◆开放性；

◆自定义性；

◆性价比高，能一机多用。

二、课程设计目的及要求

2.1设计目的

通过测控系统工程设计课程设计的综合训练，培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

根据所学虚拟仪器技术课程的理论知识及labview软件，对编程、仿真等进行设计。

2.2设计任务和技术要求

2.2.1设计主要任务

1.掌握状态监控的原理；

2.确定贮液罐状态监控的方案；

3.利用LabVIEW软件编制监控界面；

4.对本次课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

2.2.2技术要求

1.模拟实时显示贮液罐液位状态；

2.模拟显示贮液罐温度以及压力；

3.要求系统操作简单，显示直观，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。

三、总体设计

3.1设计流程框图

3.2设计内容

监测一个贮液罐的实际液位、温度、进口压力、出口压力；用曲线图显示被测量液位随时间的变化情况；液位超标时用指示器报警；手动和自动两种方式调节贮液罐的液位高度；用调节步长按钮决定自动调节的快慢程度；设计贮液罐状态监控系统前面板。

3.3设计步骤

1、前面板设计

整个贮液罐监控系统前面板需要的控件有：

停止键、手自动切换、液位超标指示灯、步长调节旋钮、高度设定、实际高度显示、进出口压力显示、温度显示和实际液位高度波形图。

停止键、手自动切换、液位超标在新式布尔量控件中进行选择，步长调节旋钮在数值控件中选择旋钮、压力表在数值中选择量表控件，设定高度、实际高度、温度在数值控件中分别选择垂直指针滑动杆垂直填充滑动杆和温度计，液位高度波形图选择波形图表。

2、程序框图设计

程序采用While循环结构，结束用停止布尔按钮结束，除设定高度和调节步长是手动设置外，其他输入如压力和温度的设定均采用编程—数值—随机数的方式给定，手自动切换布尔量连接比较选项中的选择节点，用于切换手自动，液位超标将实际高度和超标高度比较，输出一布尔量。

3.4设计结果

3.4.1前面板图形

3.4.2背面板程序框图

1、压力显示程序框图

2、设定和实际液面高度程序框图

3、温度显示程序框图

3.4.3程序运行时图形

四、课程设计心得与体会

这一周的课程设计转眼间就过去了，现在总结一下这一周的点滴，感触颇多。

首先，我们的课题”基于labview的贮液罐状态监控系统”主要是在前几届学长学姐成果的基础上进一步改进完善，在已有的基础上做确实让我们少走了一些弯路，但是，在完成的过程中还是出现了各种各样的问题。

首先，这对于我们来说是一个全新的东西，刚开始看这个课设时有些无从下手的感觉，所以前几天，我们主要是大量搜集资料，在这过程中我了解到关于液位状态监控很多相关的东西，渐渐的我们的思路就清晰了。

这次课设我们用的软件是labview，在学习软件的过程中，我体会到了软件的优越性，最后软件编写成功。

值得一说的的是“细节决定成败”，软件当中很小的细节出现问题，真正运行就会出现问题。

将虚拟仪器拓展到自动控制领域，构成一种基于虚拟仪器的贮液罐状态监控系统，这有效地提高了资源利用效率，让更多的同学了解虚拟仪器在工业控制中的应用，丰富了虚拟仪器的教学内容，使我们的学校实验教学走上一个新的高度。

在整个课程设计的过程中我不仅学习了labview软件、结合了课程知识更是提高了我对研究问题，处理问题的能力，并且这次课程设计的完成，要感谢老师们的细心指导和同学们的帮助，谢谢你们。

五、参考文献

[1]曹玲芝.现代测试技术与虚拟仪器[M].北京:

北京航空航天大学出版社；

[2]侯国屏等.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计.北京:

清华大学出版社；

[3]王伯雄，王雪，陈非凡.工程测试技术.清华大学出版社；

[4]张毅,周绍磊.虚拟仪器技术分析与应用[M].北京:

机械工业出版社；

[5]马明建.数据采集与接口技术.西安:

西安交通大学出版社；

[6]杨乐平,李海涛,杨磊.LabVIEW程序设计与应用，第二版[M].电子工业出版社；

课程设计

评语

课程设计

成绩

指导教师

（签字）

年月日