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基于虚拟仪器的注塑机性能参数测试系统研究

作　者: 陈清培
导　师: 闫宝瑞
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 注塑机虚拟仪器多通道数据采集系统实验室虚拟仪器集成环境
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 4次
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内容摘要

塑料注射成型机(简称注塑机)是一种重要的塑料成型机械,其产品在各个领域都有广泛的应用。注射成型是一个复杂的技术,产品的质量与注塑机的各项性能参数紧密相关。为提高产品的质量,准确获取和调整各项性能参数是十分必要的。由于需要测量的参数众多,信号干扰大,且压力、温度等过程参数变化迅速,对测量技术的要求非常高。而传统的测量方式具有测试精度低、测试速度慢、测试操作复杂等缺点。随着计算机技术与测量仪器技术的结合,虚拟仪器技术应运而生。作为传统仪器的革新产品,虚拟仪器是一种基于计算机的数据采集系统,它通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体。虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能。因而在降低仪器成本的同时,使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高,可以更方便的组建测试系统,更好的满足多种测量要求。本文作者引进了虚拟仪器的概念,结合模块化的设计思想,设计了一套以计算机为平台,包含信号采集与显示的数据采集系统。本文的任务包括硬件测试平台的设计和多通道数据采集处理软件的开发。最后,本文对此系统在科研与教学中的部分应用实例进行了介绍,以说明此系统的应用特点。在硬件测试平台设计中,本文首先分析了注塑机性能参数的测试方法及其信号特点;然后介绍了此自动化测试系统硬件平台的体系结构、数据采集设备和主计算机,并结合课题的特点,自制了端子排,最后对常见的信号连接系统进行了说明。在软件测试系统开发中,本文介绍了基于LabVIEW的多通道数据采集系统的开发方法,详细分析参数配置、数据采集处理、数据回放等功能模块设计过程,充分体现此软件的开发方便,操作灵活,编制效率高的特点,并且显示软件在一台PC机上可实现多种仪器的分析处理功能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章绪论  16-22
  1.1 注塑机系统简介  16-18
    1.1.1 注射成型工作原理  17
    1.1.2 注射成型制品的评价  17-18
    1.1.3 主要技术参数  18
  1.2 计算机数据采集系统的意义  18-19
  1.3 课题相关领域的研究现状  19-20
  1.4 本文主要内容  20-22
第二章虚拟仪器概述  22-34
  2.1 虚拟仪器的基本概念  22-23
  2.2 虚拟仪器的发展  23-25
  2.3 虚拟仪器的体系结构  25-27
    2.3.1 虚拟仪器的硬件  25-26
    2.3.2 虚拟仪器的软件  26-27
  2.4 LabVIEW中的数据采集  27-31
    2.4.1 数据采集的定义及组成  27-28
    2.4.2 数据采集的基本原理  28-29
    2.4.3 LabVIEW的数据采集功能  29-31
  2.5 虚拟仪器的数据采集系统开发  31-34
第三章计算机数据采集硬件测试系统设计  34-46
  3.1 硬件测试系统的概述  34
  3.2 注塑机性能参数自动化测量方法  34-35
    3.2.1 温度性能参数测量方法  34
    3.2.2 转矩、转速性能参数测量方法  34-35
    3.2.3 功率性能参数测量方法  35
    3.2.4 压力性能参数测量方法  35
  3.3 注塑机性能参数测试信号分析  35-39
    3.3.1 热电偶信号分析  35-37
    3.3.2 JCZ型智能转矩转速传感器信号分析  37-38
    3.3.3 有功功率传感器信号分析  38-39
    3.3.4 压力变送器信号分析  39
  3.4 硬件测试平台的体系结构  39-40
  3.5 硬件测试平台设计  40-46
    3.5.1 数据采集设备的选择  41-42
    3.5.2 控制计算机的选择  42
    3.5.3 端子连接方式选择  42-46
第四章计算机数据采集系统的软件编程  46-72
  4.1 图形化编程软件平台LabVIEW  46-48
    4.1.1 LabVIEW简介  46-47
    4.1.2 LabVIEW的特点  47-48
  4.2 LabVIEW的多通道数据采集系统软件设计  48-49
  4.3 LabVIEW的多通道数据采集系统软件编制  49-62
    4.3.1 用户界面  49-50
    4.3.2 任务初始化模块  50-52
    4.3.3 任务配置管理模块  52-56
    4.3.4 任务测试模块  56-59
    4.3.5 数据回放模块  59-61
    4.3.6 系统功能说明  61-62
  4.4 LabVIEW的串口通信程序编制  62-66
    4.4.1 计算机的串口通信  62-63
    4.4.2 LabVIEW VISA接口  63-65
    4.4.3 LabVIEW的串口通信实现  65-66
  4.5 模拟量数据采集法与串口通信数据采集法的系统融合  66-72
    4.5.1 包含串口通信的多通道数据采集程序前面板  68-69
    4.5.2 包含串口通信的多通道数据采集程序程序框图  69-72
第五章多通道数据采集系统应用举例  72-80
  5.1 注射成型中的熔体温度均匀性的研究应用  72-75
    5.1.1 快速响应热电偶  73
    5.1.2 不同径向的熔体温度均匀性比较  73-75
  5.2 注塑机塑化系统能耗及注射过程能耗分布研究  75-80
    5.2.1 螺杆塑化过程中比能耗的评价方法  75-76
    5.2.2 螺杆转矩、转速及螺杆功率数据曲线显示  76-77
    5.2.3 注射成型过程油泵消耗能量分布研究  77-80
第六章结束语  80-82
  6.1 本文所做的主要工作  80
  6.2 课题的创新点  80-81
  6.3 展望  81-82
参考文献  82-84
附录端子排的引脚定义图  84-86
致谢  86-88
研究成果及发表的学术论文  88-90
作者和导师简介  90-91
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  91-92

基于虚拟仪器的注塑机性能参数测试系统研究

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