【42页】毕业论文（设计）_基于虚拟仪器的液位控制系统设计.doc文档在线阅读 ㊣ 精品文档 值得下载

工作第二章系统设计理论及硬件平台数据采集理论数据采集技术概论采集系统的般组成传感器信号调理输入信号的连接方式选择合适的测量系统控制理论控制规律的选择数据采集卡的选择数据采集卡的主要性能指标数据采集卡卡的组成数据采集卡机液位控制对象贵州大学本科毕业论文设计第页本设计的信号流程图第三章系统软件设计程序模块化设计概述软件系统的模块化设计原则本设计的软件系统模块划分系统总体程序流程图设计过程中的量程变换系统各模块应用程序数据采集与输出程序控制算法程序数据保存程序历史数据读取程序第四章系统软件的具体实现系统监控界面实验步骤及其调试结果历史数据读取第五章总结参考文献致谢附录贵州大学本科毕业论文设计第页基于虚拟仪器的液位控制系统设计摘要虚拟仪器正在成为当今世界流行的种仪器构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。

虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能，大大突破了传统仪器在数据采集处理显示存储等方面的限制，用户可以自由定义，自由组合计算机平台硬件软件以及完成系统功能所需的附件，可以方便的对其进行维护扩展升级，因此软件就是仪器的观念正逐步被人们接受。

本设计采用多功能数据采集卡，运用虚拟仪器进行实验水箱液位控制系统的设计。

该系统具有数据实时采集采集数据实时显示存储和对水箱液位进行单回路或串级控制，并通过数据采集卡输出控制信号对液位信号实时控制等功能。

本设计是虚拟仪器在测控领域的次成功尝试。

实践证明虚拟仪器是种优秀的解决方案，能够高效的实现各种测控任务。

关键字虚拟仪器，液位控制，贵州大学本科毕业论文设计第页，贵州大学本科毕业论文设计第页第章绪论引言测控技术与仪器实验室有套液位控制实验装置，但这些控制装置目前都是用传统模拟仪表进行控制。

为了在这些实验装置上进行开展研究性实验，必须先将这些实验装置改造为由计算机进行液位检测和控制。

虚拟仪器正在成为当今世界流行的种起构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。

工业液位控制中，常常用到液位控制。

在这些控制中，最重要的参数是液位，因此有必要对液位控制进行自动的实时的监控。

过去通用的方法是由工作人员分班定时监测液位计的指示值，将指示值与规定液位数值比较，并算出两者的差值，根据液位变化大小作出判断控制阀门的开度大小。

其弊端是定时查看缺乏实时性，不能对系统中的突发事件进行及时地处理不能排除人为发生的因素，如记录时的误读和误记等。

所以，本毕业设计要设计套实时自动的液位控制监控系统，并充分引入虚拟仪器的概念，使所设计的监控系统结构清晰概念简单。

课题背景虚拟仪器技术的国内外发展现状虚拟仪器正在成为当今世界流行的种起构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。

虚拟仪器在国外已经比较成熟了，由于其很强的灵活性，使得该技术适用于现代复杂的测试测量系统中。

近几年，虚拟仪器技术在国内的发展势也越来越受到重视。

而虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能，大大突破了传统仪器在数据采集处理显示存储等贵州大学本科毕业论文设计第页方面的限制，用户可以自由定义，自由组合计算机平台硬件软件以及完成系统功能所需的附件，可以方便的对其进行维护扩展升级，因此软件就是仪器的观念正逐步被人们接受。

现代计算机技术和信息技术的迅猛发展，也冲击着国民经济的各个领域，也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。

自从年美国国家仪器公司，简称提出虚拟仪器的概念以后，虚拟仪器由于其性价比开放性等优势迅速地占领了市场。

虚拟仪器技术最核心的思想，就是利用计算机的硬软件资源，使本来需要硬件实现的技术软件化虚拟化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统的功能与灵活性。

虚拟仪器技术发展趋势虚拟仪器是微电子通信计算机等现代科学技术高速发展的产物。

自从年库仑发明静电扭秤，年哈里斯提出静电电表结构以来，电测仪表和电子仪器随相关技术的进步仪器仪表元器件质量的提高和测量理论方法的改进得到飞速发展。

有种较普遍地说法将测量仪器的发展分为五个阶段，如图所示。

模拟仪器虚拟仪器智能仪器数字仪器电子仪器世纪九十年代七十年代世纪五十年代图测量技术的发展从十九世纪初到二十世纪末，测量仪器经历了模拟仪器电子仪器数字仪器智能仪器等阶段，发展到现在的虚拟仪器。

模拟仪器主要有模拟式电压表电流表等，这些仪表解决了当时对些量的测量的需求。

从二十世纪初到五十年代左右，测量仪器的材料性能得到改善出现了电子管，同时测量理论和方法与电子技术控制技术相结合，贵州大学本科毕业论文设计第页出现了以记录仪和示波器为代表的电子仪表五十年代以后随着晶体管和集成电路的出现以及应用电子技术的发展将数字技术成功地应用到测量仪器。

这时电子控制集成电路和计算机技术开始融为体成为测量仪器的主要特征。

七十年代初第片微处理器问世，微型计算机技术从此发展迅猛，在其影响下测量仪器呈现出新的活力并取得了长足进步。

伴随微电子技术计算机技术网络技术的迅速发展及在电工电子测量技术领域的应用，测量仪器也不断进步和发展，出现了智能仪器。

智能仪器是将微机置于仪器内部，使仪器具有控制存储运算逻辑判断及自动操作等智能特点，并在测量准确度灵敏度可靠性自动化程度运用能力及解决测量技术问题的深度和广度等方面都有明显的进步。

这种内置微处理器的仪器，既能进行自动测试又能完成数据处理，可取代部分的脑力劳动。

随着电子技术微计算机技术的发展，智能仪器的智能水平不断提高。

但是在数字化仪器智能仪器阶段基本上没有摆脱传统仪器那种使用手动操作的模式，难以胜任更复杂多任务的测量需求。

为解决这样的问题，总线式仪器与系统应运而生。

人们发明制造出和等多种仪器通讯接口总线，用于将多台智能仪器连在起，以构成更复杂的测试系统。

年美国西北仪器公司总裁德伯克提出了微机化仪器的概念，也就是人们现在常提到的卡式仪器。

卡式仪器是虚拟仪器的雏形，是将传统式仪器的测量电路部分与接口部分集合在起制成仪器功能卡，将其插入微机的内部插槽或外部插件箱中形成的仪器。

总线仪器系统是卡式仪器的种，它是利用机内部的总线，把若干块仪器卡插在机内部或外部扩展机箱内而组成的。

插卡总线机箱与机间的通信，可利用接口总线或以太网电缆等进行。

虽然许多厂家通过定义新的仪器总线，不断对卡式仪器进行改进，但其大多是在微机内总线的插槽上进行开发，没有统标准，且各厂家生产的插卡尺寸大小不，设备兼容性较差。

在这种情况下，用户自然会提出标准化的要求。

年，美国的惠普和泰贵州大学本科毕业论文设计第页克等家公司在总线的基础上，联合提出了种新型总线系统总线，即由微机总线扩展而成的微机化仪器专用总线。

年美国公司推出了种新的仪器总线标准总线标准。

制定规范的目的是为了将的性能价格比优势和总线面向仪器领域的必要扩展结合起来，以期形成种主流的虚拟仪器测试平台。

相对仪器，按总线标准制成的仪器具有成本低便于组成便携式测试系统等优点。

这些以为核心由测量功能软件支持，具有虚拟控制面板必要仪器硬件和通信能力的仪器或仪器就是虚拟仪器。

虚拟仪器技术的出现，使得用户可以自己定义仪器，灵活地设计仪器系统，满足多种多样的实际需求。

随着虚拟仪器软件开发平台及硬件的发展，基于虚拟仪器的仪器系统的开发周期更短，费用更低，测量速度准确度及可复用性提高，且更便于相应仪器系统的维护和扩展。

基于虚拟仪器技术的数据采集系统的提出在定程度上解决了传统数据采集所面临的问题，虚拟仪器数据采集系统成为当今数据采集系统发展的重要方向。

本文正是在虚拟仪器技术的基础上对多通道数据采集系统进行了设计，实现多路信号的采集，并对实验数据进行实时显示记录分析处理。

虚拟仪器的出现是仪器发展史上的场革命，代表着仪器发展的最新趋势和新方向，并且是信息技术的重要领域扩充，对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响。

虚拟仪器的开发软件虚拟仪器的开发语言虚拟仪器系统的开发语言有标准等通用程序开发语言。

但直接由这些语言开发虚拟仪器系统，是有相当难度的。

除了通用程序开发语言以外，还有些专用的虚拟仪器开发语言和软件，其中有影响的开发软件有公司的，。

采用图形化编程方案，是非常实用的开发软件。

贵州大学本科毕业论文设计第页是为熟悉语言的开发人员准备的，是在环境下的标准开发环境。

除此以外还有公司的，开发平台，美国公司的，平台软件，这些都是国际上公认的优秀的虚拟仪器开发软件平台。

图形化虚拟仪器开发平台是种图形化的编程语言，它广泛地被工业界学术界和研究实验室所接受，视为个标准的数据采集和仪器控制软件。

集成了与满足和协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。

它还内置了便于应用等软件标准的库函数，是个功能强大且灵活的软件。

利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都更加形象化。

目前，在以机为基础的测试和工控软件中，的市场普及率仅次于语言。

具有系列无与伦比的优点首先，作为图形化语言编程，采用流程图式的编程，运用的设备图标与科学家工程师们习惯的大部分图标基本致，这使得编程过程和思维过程非常相似同时，提供了丰富的库和仪器面板素材库，近种设备的驱动程序可扩充如设备控制总线控制串行口设备控制以及数据分析显示和存储并且还提供了专门用于程序开发的工具箱，使得用户能够设置断点，调试过程中可以使用数据探针和动态执行程序来观察数据的传输过程，更加便于程序的调试。

因此，受到越来越多工程师科学家的普遍青睐。

利用，可产生运行的可执行文件，它是个真正的编译器。

像许多通用的软件样，提供了等多种版本。

贵州大学本科毕业论文设计第页基于平台的虚拟仪器程序设计所有的应用程序，即虚拟仪器，它包括前面板流程图以及图标连结器三部分。

前面板前面板是图形用户界面，也就是的虚拟仪器面板，这界面上有用户输入