基于LabVIEW的电机控制系统

基于LabVIEW的电机控制系统
基于LabVIEW的电机控制系统

收稿日期:2018年1月15日,修回日期:2018年2月9日

作者简介:张瑶瑶,女,硕士,助理工程师,研究方向:电机测试。徐宝,男,硕士,工程师,研究方向:电子通信。

?

1引言

随着虚拟仪器技术的发展,LabVIEW 被广泛

应用于各种数据采集及实时控制系统[1]。Lab ?VIEW 用户可以根据实际需要灵活定义仪器的功能,通过不同功能模块的组合实现各种功能,使用过程中不必受限于仪器厂商提供的特定功能,从而可以自主开发新功能。同时,LabVIEW 软件硬件的局限性小,易与其他仪器设备实现互联。为了实现电机试验台运行过程的数字化监控,开发了电机控制系统,该系统采用CAN 通讯方式与变频器交换数据,抗干扰能力强,性能稳定。

2

系统构成

2.1

系统硬件接口

系统硬件由ABB ACS850变频器、西门子电

机、编码器、研华工控机等组成,如图1所示。

图1控制系统结构

系统采用ABB ACS850变频器控制22kw 西门子电机,实际转速通过E6B2-CWZ6C 编码器采集,接线图如图2所示,其中A 、B 两相分别需要接2k 欧姆的上拉电阻,采集信号送入变频器FEN-31模块、变频器接收到A 、B 两相脉冲量处理成转速信号,再通过CAN 通讯送给工控机;NI8512CAN 卡直接插在工控机接口上,工控机通过NI 8512CAN 卡给变频器发送控制字、转速等,接收变频器状态字、实际转速等。

基于LabVIEW 的电机控制系统

?

张瑶瑶1

宝2,

3

(1.中国空空导弹研究院凯迈机电

洛阳

471003)(2.山东大学信息科学与工程学院

济南250100)

(3.中央军委后勤保障部工程兵科研三所

洛阳

471023)

为了提高电机控制试验台的灵活性和适应性,开发了基于LabVIEW 语言的由ACS850变频器、电机、工控机组成的控制系统。借助于变频器闭环控制转速,并实时显示当前转速。当超过软件中所设报警值时,系统会紧急停机保护。

关键词LabVIEW ;ACS850变频器;控制系统;转速

中图分类号

TP2

DOI :10.3969/j.issn.1672-9722.2018.07.042

Motor Control System Based on LabVIEW

ZHANG Yaoyao 1

XU Bao 2,

3

(1.CAMA Electromechanic ,China Airborne Missile Academy ,Luoyang 471003)(2.School of Information Science and Engineering ,Shandong University ,Jinan

250100)

(3.The Third Engineer Scientific Research Institute of logistic Support Department ,CMC ,Luoyang 471023)

Abstract

In order to enhance the flexibility and adaptability of the motor control testing ,a control system based on LabVIEW

language is developed ,which is composed of ACS850inverter ,motor and industrial control computer.With the help of the inverter closed-loop control speed ,and parameters such as speed are showed in real time.When the alarm value is exceeded in the soft ?ware ,the system will be shut down.

Key Words LabVIEW ,ACS850inverter ,control system ,speed

Class Number

TP2

labview远程

引言 LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显着区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。 与C 和BASIC 一样,LabVIEW[2] 也是通用的编程系统,有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW[2] 的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数 据LabVIEW标志显示及数据存储,等等。LabVIEW[2] 也有传统的程序调试工具,如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子VI)的结果、单步执行等等,便于程序的调试。 目前,传统教育体系已经越来越不能适应当今科学技术和信息飞速发展的需要。传统的教育是以教师讲授为主,学生只是被动听讲,这种方式已经不适应培养人才的要求。另外,在实验设施不足的情况下,学生不能直接参与实验过程操作,不能很好地实现实验教学目标。传统的教学方式不利于充分发挥学生的想象力和创造力,也不利于及时追踪到最新的科技信息。随着计算机技术和网络技术的不断发展,近几年在教育领域提出了一种新的教学思路,即构建虚拟实验室的方法。而远程实验教学多数是利用虚拟技术实现,在这种虚拟实验中,实验者操纵的都不是实验设备实物,看到的只是一些利用三维技术做出来的动画,所获得的实验结果当然也不是远程设备的实际反映而是通过公式计算得到的数据[1]。针对这一问题,建立一个可以远程观测和控制实验设备的网络实验系统是一条有效的解决途径。它使实验者通过网络从异地计算机上进行实验操作和观察,所得到的实验结果与在实验室得到的结果完全一致,如同真实操作实验设备一样。 1 系统总体结构 远程控制实验系统的框架结构和实现方法如图1所示,系统以B/S的形式提供服务,用户通过客户端的浏览器登录Web服务器,Web服务器请求数据库进行身份认证后即可进行相应的实验。

基于LabVIEW的远程控制实验系统

基于LabVIEW的远程控制实验系统 目前, 传统教育体系已经越来越不能适应当今科学技术和信息飞速发展的需要。传统的教育是以教师讲授为主,学生只是被动听讲,这种方式已经不适应培养人才的要求。另外,在实验设施不足的情况下,学生不能直接参与实验过程操作,不能很好地实现实验教学目标。传统的教学方式不利于充分发挥学生的想象力和创造力,也不利于及时追踪到最新的科技信息。随着计算机技术和网络技术的不断发展,近几年在教育领域提出了一种新的教学思路,即构建虚拟实验室的方法。而远程实验教学多数是利用虚拟技术实现,在这种虚拟实验中,实验者操纵的都不是实验设备实物,看到的只是一些利用三维技术做出来 的动画,所获得的实验结果当然也不是远程设备的实际反映而是通过公式计算得到的数据[1]。针对这一问题,建立一个可以远程观测和控制实验设备的网络实验系统是一条有效的解决途径。它使实验者通过网络从异地计算机上进行实验操作和观察,所得到的实验结果与在实验室得到的结果完全一致,如同真实操作实 验设备一样。1 系统总体结构远程控制实验系统的框架结构和实现方法如图1 所示,系统以B/S 的形式提供服务,用户通过客户端的浏览器登录Web 服务器, Web 服务器请求数据库进行身份认证后即可进行相应的实验。 从图1 所示的体系结构可以清楚地看到,通过LabVIEW 调用周立功 PCIC5110 CAN 卡的DLL(动态链接库)文件来构建现场总线控制网络,并将控制信号通过CAN 总线发送到CAN485MB 智能协议转换器,转换后通过 RS485 接口进入PLC,驱动现场实验装置。在LabVIEW 平台的网络通信技术的支持下,不需要了解任何网络协议就能编写复杂的分布式应用程序,将控制界面及实时的数据信号和现场视频发布给客户端。本系统的特点是,通过对各种网络通信方式进行实验比较,使得远程客户端观看的视频延迟最低,清晰度

基于LabVIEW的远程无线监控系统

基于LabVIEW的远程无线监控系统 0 引言近年来,随着信息化进程的加快,计算机网络技术以及无线通讯技术的发展,计算机、服务器等机房的建立十分普遍,如电力、电信、海关、各车间动力机房以及计算机机房等。机房里都有其独立的一套设备,如交换机、服务器、空调设备、发电机等。如今面对如此多的机房及相关设备,传统的人工轮训检查的方式已经无法实现,代之而起的是无人值守的智能远程监控方式。因此,通过合理配置机房环境和设备的监控系统,可以有效提高设备故障的检出速率,做到对设备故障、环境情况及安全性的迅速、准确反应和有目的性的维护,提高维护管理质量,降低维护费用,同时保障系统处于良好的工作状态,从而降低运行成本。本文在了解国内外无人值守机房无线监控系统发展现状和趋势的基础上,结合日照港铁运公司机房现状,研制了基于LabVIEW 的机 房远程多机无线监控系统,对机房内的空调、设备电源以及UPS 运行情况进行监控,真正实现了机房远程监控。1 机房远程无线监控系统整体设计本无线监控系统主要由四部分构成:数据采集模块、数据传输模块、执行机构、后台监控模块。图1 为远程无线监控系统的硬件框图。主要包括数据采集模块(单片机STC12C5A60S2、电压检测模块、温度检测模块)、数据传输模块(GSM /GPRS 模块)、执行机构(继电器等)、后台监控模块(监控软件、GSM/GPRS 模块)。 在系统的整体设计中,每个区域有自己固定的ID 号,ID 即设备地址,是系统各主从设备之间通讯的唯一身份代码。各个现场采集的数据经过单片机处理之后通过GSM 将数据发送到后台GSM,上位机通过LabVIEW 编写的上位机监控软件将数据从GSM 中读出,根据ID 号将数据放在对应的区域。同样,后台根据用户所要控制的设备将控制指令和ID 号通过后台GSM 将数据发送到对

labview实现远程控制

在LABVIEW中实现网络通信的几种方法 1 引言 随着计算机技术、大规模集成电路、通信技术等的飞速发展,仪器系统与计算机软件技术紧密结合,使得传统仪器的概念得以突破,出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器。1986年,美国国家仪器(national instruments, 简称NI)公司研发推出了图形化编程环境的开发平台——LabVIEW软件,随即就广泛地被工业界、学术界和研究实验室认可并接受,被公认为标准的数据采集和仪器控制软件,成为目前实现虚拟仪器软件设计最流行的工具之一。 同时随着网络的迅速发展,通过将网络技术和虚拟仪器相结合,构成网络化虚拟仪器系统,是自动测试仪器系统的发展方向之一。所以通过网络进行数据共享是各种软件的发展趋势,而LabVIEW软件平台正是适应了这一发展趋势,它具有强大的网络通信功能,使用LabVIEW实现网络通信有4大类方法:(1)使用网络通信协议编程实现网络通信,可以使用的通信协议类型包括TCP/IP协议、UDP、串口通信协议、无线网络协议等;(2)使用基于TCP/IP的数据传输协议DSTP的DataSocket技术实现网络通信;(3)使用共享变量实现网络通信;(4)通过远程访问来实现网络通信。 本文对以上各种实现方法进行探讨,最后简单地分析了各种方法的优缺点及应用场合。 2 网络协议通信 2.1 TCP通信技术 网络通信协议是网络中传递、管理信息的一些规范,是计算机之间相互通信需要共同遵守的一些规则[1]。网络通信协议通常被分为多个层次,每一层完成一定的功能,通信在对应的层次之间进行。LabVIEW 中支持的通信协议类型包括TCP/IP、UDP、串口通信协议、无线网络协议和邮件传输协议。TCP/IP协议体系是目前最成功, 使用最频繁的Internet协议,有着良好的实用性和开放性。它定义了网络层的网际互连协议IP,传输层的传输控制协议TCP、用户数据协议UDP等。 LabVIEW中为网络通讯提供了基于TCP/UDP的通讯函数供用户调用。这样用户可直接调用TCP模块中已发布的TCP VI及相关的子VI来完成流程的编写,而无需过多考虑网络的底层实现。在设计上采用C/S (客户端/服务器)通信模式,VI程序分为两部分:处理主机工作在Server模式,完成数据接收,并提供数据的相关处理;数据点计算机工作于Client模式,实现数据传送[5]。TCP传输数据过程如下:首先由发送端发送连接请求,接收端侦听到请求后回复并建立连接,然后开始传输,数据传输完成后关闭连接,传输过程结束。 2.2 利用TCP协议通信实例 以下通过C/S(客户端/服务器)通信模式实现的数据传输模式。 在服务器端,用“TCP Create Listener”节点创建侦听,“TCP Wait on Listener”节点等待客户机连接,通过循环产生100个正弦信号数据,用两个“TCP Write”节点来发送数据,第一个节点用来发送波

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