李明月，肖 武 ，都 健，賀高紅

(大連理工大學(xué) 精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，膜科學(xué)與技術(shù)研究開發(fā)中心，化工學(xué)院，遼寧 大連116024)

0 引 言

化工過程實(shí)驗(yàn)常常需要進(jìn)行溫度、壓力、流量和液位等參數(shù)的測(cè)量，同時(shí)還需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行過程溫度、壓力、流量、液位和產(chǎn)品質(zhì)量等參數(shù)的控制［1］。LabVIEW［2］作為測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)提供數(shù)百種功能模塊，涵蓋了測(cè)控的各個(gè)環(huán)節(jié)，用戶需根據(jù)測(cè)控系統(tǒng)任務(wù)要求和自己的需求，找到相應(yīng)的圖形化功能模塊與圖形控件，進(jìn)行邏輯有序的程序框圖設(shè)計(jì)與界面設(shè)計(jì)，配以相應(yīng)硬件便可在短時(shí)間內(nèi)搭建出高效且實(shí)用的測(cè)控系統(tǒng)，完成各種測(cè)控任務(wù)，最大程度發(fā)揮開發(fā)者的主觀能動(dòng)性［3-4］。同時(shí)，LabVIEW 支持多種儀器和數(shù)據(jù)采集硬件的驅(qū)動(dòng)，降低了硬件設(shè)計(jì)難度［5］。

Henry［6］采用LabVIEW 構(gòu)建了板式精餾塔、燃?xì)鉄崴?、管殼式換熱器等實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的測(cè)控系統(tǒng)，其中乙醇和水精餾測(cè)控系統(tǒng)已用于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。Johnsen［7］采用LabVIEW 構(gòu)建了甲醇和水精餾測(cè)控系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)采用簡(jiǎn)化精餾模型，根據(jù)溫度估計(jì)組成，并將組成反饋給控制器構(gòu)成回路實(shí)現(xiàn)組成控制。近年來，國(guó)內(nèi)高校開始引入現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)，使其融入到實(shí)驗(yàn)室小設(shè)備中，利用研制的測(cè)控系統(tǒng)提高實(shí)驗(yàn)條件與效率，更好地服務(wù)于教學(xué)和科研。王宇等［8-9］采用VB 自主研發(fā)了具有計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集與控制功能的精餾實(shí)驗(yàn)裝置。樂清華等［10］采用MCGS 構(gòu)建幾套化工工藝與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的計(jì)算機(jī)在線控制與檢測(cè)系統(tǒng)。但是VB、MCGS 這類開發(fā)軟件仍有一定的專業(yè)知識(shí)要求，化工專業(yè)的學(xué)生與科研人員使用這些開發(fā)軟件還是存在一定難度。余賓等［11］利用LabVIEW 8.2 開發(fā)了一套冷卻塔填料性能測(cè)試臺(tái)，可進(jìn)行各種類型填料的性能測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)工況記錄、數(shù)據(jù)采集與處理。王曉等［12］基于LabVIEW 軟件開發(fā)了換熱器試驗(yàn)裝置測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)測(cè)量、記錄、分析和調(diào)節(jié)等幾大功能模塊，且具有工作穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。但目前國(guó)內(nèi)關(guān)于應(yīng)用LabVIEW 開發(fā)精餾塔測(cè)控系統(tǒng)鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。

小型精餾塔測(cè)控系統(tǒng)主要是為實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研開發(fā)的。精餾塔所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，目前主要分為玻璃儀器、數(shù)字化儀器與智能儀器。玻璃儀器與數(shù)字化儀器以不同的方式顯示測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，基本不具有其他功能。內(nèi)置微處理器的智能儀器，既能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)控又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能，具有串口通訊功能，但是編程軟件往往會(huì)限制非專業(yè)人員對(duì)這些儀器的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，這些儀器往往功能較為簡(jiǎn)單，缺乏靈活的界面顯示，缺乏數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、編輯、打印與分析處理能力，不能完整記錄時(shí)間，不易與外圍設(shè)備連接，測(cè)試程度自動(dòng)化低，而且使用者的主觀能動(dòng)性很難體現(xiàn)。

本文采用NI-USB6008 數(shù)據(jù)采集模塊、通用外圍硬件、個(gè)人PC 與程序開發(fā)軟件LabVIEW 8.6，研制了以實(shí)驗(yàn)室小型精餾塔為對(duì)象的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)包括模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸出與智能儀器串口通信，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、存儲(chǔ)與儀器控制等功能。硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)方法具有很好的通用性。

1 反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示。反應(yīng)精餾塔由雙層玻璃制成，夾層抽真空且鍍銀。塔體分為兩段，每段有效長(zhǎng)度50 cm，塔內(nèi)徑30 mm，主體設(shè)備高約2 m，塔內(nèi)填裝?3 mm 玻璃彈簧填料。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)控點(diǎn)分布

塔釜為500 mL 三口燒瓶，置于最大功率220 W電加熱套中，塔釜加熱采取功率控制方式。乙酸與乙醇分別從塔中部和下部進(jìn)料，中間為反應(yīng)段，出料采用間歇出料方式，由于實(shí)驗(yàn)精餾塔生產(chǎn)能力小，因此采用蠕動(dòng)泵控制進(jìn)出料流量。塔頂冷凝液呈液滴狀，因此采用擺動(dòng)式方法控制回流比。

精餾塔測(cè)控系統(tǒng)共3 個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，即塔釜釜液、塔頂蒸汽、塔中蒸汽，1 個(gè)塔釜蒸汽壓測(cè)點(diǎn)，另有塔釜電加熱套、3 臺(tái)蠕動(dòng)泵、塔頂回流比共計(jì)5 個(gè)儀器控制點(diǎn)，均通過一定外部硬件，由LabVIEW 開發(fā)的測(cè)控系統(tǒng)控制其運(yùn)行狀態(tài)。具體測(cè)控點(diǎn)見圖1。

2 精餾塔測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)

本文在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上使用LabVIEW 8.6 開發(fā)了化工原理實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)精餾塔測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分為人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)、溫度和壓力測(cè)量(模擬輸入)、電加熱套功率控制(模擬輸出)、回流比控制(數(shù)字量輸出)與進(jìn)出料泵運(yùn)轉(zhuǎn)控制(串口通信)。

2.1 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

LabVIEW 提供了大量與實(shí)際儀器相似的旋鈕、開關(guān)、指示燈等控件［13］。圖2 為作者設(shè)計(jì)開發(fā)的反應(yīng)精餾測(cè)控系統(tǒng)界面，分為3 個(gè)區(qū)域:儀器控制、數(shù)據(jù)采集、流程界面。儀器控制區(qū)中，用戶通過鼠標(biāo)與鍵盤控制儀器。回流比控制包括部分回流、全回流、回流時(shí)間、采出時(shí)間設(shè)置。塔釜加熱功率模仿原加熱套控制面板，配以數(shù)值顯示，功率調(diào)控更加精確。3 臺(tái)蠕動(dòng)泵控制包括轉(zhuǎn)速、啟停、正反、全速設(shè)置。數(shù)據(jù)采集區(qū)使用波形圖表達(dá)3 個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)與1 個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，并配以數(shù)值顯示，供用戶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，判斷精餾塔運(yùn)行狀態(tài)以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。流程界面主要顯示主體設(shè)備與工藝流程，附有采集數(shù)據(jù)與儀器控制參數(shù)的數(shù)值顯示。

圖2 反應(yīng)精餾測(cè)控系統(tǒng)界面

2.2 溫度、壓力測(cè)量系統(tǒng)(模擬量輸入)

2.2.1 溫度、壓力測(cè)量系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

溫度與壓力硬件組成基本相同，以溫度為例，如圖3 所示。溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)采集首先通過溫度傳感器Pt100，Pt100 的阻值與所測(cè)溫度值近似為線性關(guān)系［14］，變送器將Pt100 阻值轉(zhuǎn)換為1 ～5 V 電壓值，通過NI-USB6008 模擬輸入通道，經(jīng)采集卡進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的A/D 轉(zhuǎn)換后，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示、處理與分析。

圖3 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 溫度、壓力測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)為模擬量輸入，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為數(shù)據(jù)采集、處理、顯示與存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)采集卡與軟件之間的交互，數(shù)據(jù)處理包括信號(hào)調(diào)理與工程量轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)顯示分圖表與數(shù)字兩種方式，采用Excel 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

(1)數(shù)據(jù)采集、處理與顯示。本系統(tǒng)采用NIUSB6008，因此可調(diào)用NI 采集卡的常用函數(shù)，快速搭建采集系統(tǒng)，溫度測(cè)量系統(tǒng)程序框圖如圖4 所示。DAQ Assistant 通過對(duì)話框式的向?qū)Ы缑媾渲猛ǖ?、設(shè)置模擬輸入范圍等來完成數(shù)字化的模擬信號(hào)采集，放入While 循環(huán)(While Loop. vi)中進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)采集。拆分信號(hào)函數(shù)Split Signals 將采集到的多個(gè)信號(hào)拆分為多個(gè)分量信號(hào)。調(diào)用濾波器函數(shù)Filter 對(duì)信號(hào)低通濾波，對(duì)干擾進(jìn)行抑制與衰減。從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為可與其他VI 和函數(shù)配合使用的數(shù)值類型。通過移位寄存器、創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)Build Array、數(shù)組元素相加函數(shù)Add Array 與除函數(shù)Divide對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值濾波，進(jìn)一步抑制干擾。調(diào)用表達(dá)式節(jié)點(diǎn)函數(shù)Expression Node 將輸入作為變量，對(duì)濾波處理后的數(shù)據(jù)做工程量轉(zhuǎn)換，輸出為系統(tǒng)溫度值。Wave Chart 控件與數(shù)值顯示控件分別以圖形化與數(shù)值方式顯示數(shù)據(jù)。

圖4 溫度測(cè)量系統(tǒng)框圖

(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。以溫度為例，如圖5 所示。

圖5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)框圖

調(diào)用格式化日期/時(shí)間字符串函數(shù)Format Date/Time String、連接字符串函數(shù)Concatenate Strings、字符串至路徑轉(zhuǎn)換函數(shù)String to Path 構(gòu)造文件基本操作最重要輸入?yún)?shù)——路徑，如C:Distillation Data2012-0412-2256. xls，屬絕對(duì)路徑。如圖5 所示，While 循環(huán)外，調(diào)用文件基本操作打開/創(chuàng)建/替換文件Open/Create/Replace File 創(chuàng)建文件，如2012-0412-2256. xls。設(shè)置文件位置函數(shù)Set File Position 用于在當(dāng)前文件起始處設(shè)置標(biāo)記，為后續(xù)文件寫入操作參數(shù)設(shè)置服務(wù)。調(diào)用寫入文本文件函數(shù)Write to Text File 按照設(shè)置的起始位置，以一定格式寫入字符串，格式由格式化寫入字符串函數(shù)Format Into String 設(shè)置，如在2012-0412-2256.xls 文件的第一行的4 個(gè)單元格內(nèi)分別寫入采集時(shí)間、塔頂溫度、塔中溫度、塔底溫度這4 個(gè)字符串。While 循環(huán)內(nèi)，為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的靈活性，加入條件結(jié)構(gòu)函數(shù)Case Structure，使用者可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求與數(shù)據(jù)價(jià)值，通過操作界面的布爾控件決定數(shù)據(jù)是全程存儲(chǔ)還是階段性存儲(chǔ)。其他文件操作相同，僅參數(shù)設(shè)置不同。While 循環(huán)外的關(guān)閉文件函數(shù)Close File 用于關(guān)閉打開文件，停止文件寫入操作。文件存儲(chǔ)結(jié)果如圖6 所示。

圖6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)果

2.3 電加熱套功率控制系統(tǒng)(模擬量輸出)

2.3.1 電加熱套功率控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

電加熱套功率控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖7 所示。用戶通過人機(jī)界面改變功率值，采集卡接收計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換為0 ～5 V 的電壓信號(hào)，單相周波調(diào)功模塊DTG-220D10E 接收弱電信號(hào)，輸出相應(yīng)強(qiáng)電壓，電加熱套功率隨之改變。

圖7 電加熱套功率系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 電加熱套功率控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)為模擬量輸出，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為功率控制面板設(shè)計(jì)、工程量轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出與存儲(chǔ)。功率控制面板仿照原電加熱套控制面板，采用旋鈕控件，啟用控件自帶的數(shù)字顯示，方便用戶準(zhǔn)確調(diào)節(jié)功率。電加熱套功率通過局部變量同溫度、壓力數(shù)據(jù)在整體編程中以相同方式進(jìn)行存儲(chǔ)，原理相同。程序運(yùn)行結(jié)構(gòu)采取While 循環(huán)與條件結(jié)構(gòu)結(jié)合的方式，事件驅(qū)動(dòng)是被動(dòng)等待的過程，一旦改變電加熱套加熱功率值，程序便開始響應(yīng)，相比于單純While 循環(huán)不斷詢問事件是否發(fā)生，這種運(yùn)行結(jié)構(gòu)處理效率更高。公式函數(shù)Formula提供計(jì)算器界面創(chuàng)建數(shù)學(xué)公式，將手動(dòng)輸入的功率值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)值，數(shù)學(xué)公式為X1×4.5/220 +0.3，X1為功率值(0≤X1≤220)，最終結(jié)果為模擬通道輸出的電壓值，范圍為0.3 ～4.8 V。轉(zhuǎn)換至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)函數(shù)Convert To Dynamic Data 將數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可與DAQ Assistant Express VI 配合使用的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型。DAQ Assistant Express VI 輸出模擬信號(hào)與輸入模擬信號(hào)設(shè)置方法相同，僅通道類型、信號(hào)范圍等參數(shù)不同。程序框圖如圖8 所示。

圖8 電加熱套功率控制系統(tǒng)框圖

2.4 回流比控制系統(tǒng)(數(shù)字量輸出)

2.4.1 回流比控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

回流比控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖9 所示。用戶通過人機(jī)界面改變回流比，采集卡接收計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)，單相固態(tài)繼電器SDP4005D 接收采集卡數(shù)字輸出通道輸出的高、低電平，控制電磁鐵通斷電狀態(tài)。高電平時(shí)，繼電器導(dǎo)通，電磁鐵帶電，電磁鐵吸引冷凝頭中的擺錘，液體順著擺錘流動(dòng)，液體被采出;相反，低電平輸出時(shí)，繼電器不導(dǎo)通，電磁鐵不帶電，擺錘不被吸引，液體回流到塔中。

2.4.2 回流比控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)為數(shù)字量輸出，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為回流比控制面板設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)輸出、信號(hào)輸出方式設(shè)計(jì)與控制信息存儲(chǔ)。其中回流比數(shù)據(jù)通過局部變量同溫度、壓力數(shù)據(jù)在整體編程中以相同方式進(jìn)行存儲(chǔ)，原理相同。程序框圖如圖10 所示。

(1)回流比控制面板設(shè)計(jì)。根據(jù)精餾實(shí)驗(yàn)要求，控制面板包括全回流與部分回流切換的布爾控件以及回流時(shí)間與采出時(shí)間數(shù)值輸入控件。

(2)數(shù)字量輸出。數(shù)字量輸出作用是將計(jì)算機(jī)發(fā)出的開關(guān)動(dòng)作邏輯信號(hào)經(jīng)數(shù)字輸出通道傳送給電子開關(guān)，即單項(xiàng)固態(tài)繼電器，以控制電磁鐵帶電狀態(tài)。以圖10 中平鋪結(jié)構(gòu)Flat sequence 第1 幀內(nèi)關(guān)動(dòng)作邏輯信號(hào)的輸出為例。創(chuàng)建通道函數(shù)DAQmx Create Channel指定Dev1/port1/line3 端口生成虛擬通道，添加數(shù)字輸出任務(wù)。開始任務(wù)函數(shù)DAQmx Start Task 使數(shù)字輸出任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)。寫入函數(shù)DAQmx Write 在生成的虛擬通道的任務(wù)中，寫入布爾采樣False，數(shù)字量輸出通道輸出低電平0 V，外圍硬件斷電，液體回流，停止任務(wù)函數(shù)DAQmx Stop Task 與清除任務(wù)函數(shù)DAQmx Clear Task 相繼完成輸出結(jié)束、輸出任務(wù)清除功能，數(shù)字量輸出任務(wù)完成。等待函數(shù)Wait 用來控制低電平0 V 數(shù)字量輸出信號(hào)的輸出持續(xù)時(shí)間，即回流時(shí)間。

圖10 回流比控制系統(tǒng)部分框圖

(3)信號(hào)輸出方式設(shè)計(jì)。信號(hào)輸出方式設(shè)計(jì)包括部分回流和全回流與部分回流切換。圖10 的條件結(jié)構(gòu)真分支內(nèi)，While 循環(huán)與平鋪結(jié)構(gòu)使開關(guān)動(dòng)作邏輯信號(hào)以一定時(shí)間間隔按順序連續(xù)輸出，如低電平0 V 5 s 與高電平5 V 1 s 連續(xù)輸出，回流比為5;條件結(jié)構(gòu)假分支內(nèi)，只有低電平0 V 輸出，外圍硬件斷電，為全回流。布爾控件垂直劃動(dòng)桿開關(guān)用來實(shí)現(xiàn)全回流與部分回流的切換。外部While 循環(huán)不斷掃描查看用戶是否就回流比進(jìn)行操作。

2.5 進(jìn)出料泵運(yùn)行控制系統(tǒng)(串口通信)

2.5.1 進(jìn)出料泵運(yùn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

流量控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖11 所示。計(jì)算機(jī)RS-232 接口通過RS-232 轉(zhuǎn)RS-485 轉(zhuǎn)換模塊控制3 臺(tái)具有RS-485 接口的蠕動(dòng)泵。

圖11 流量控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.5.2 進(jìn)出料泵運(yùn)行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)程序運(yùn)行結(jié)構(gòu)與電加熱套程序運(yùn)行結(jié)構(gòu)相同，均是While 循環(huán)與條件結(jié)構(gòu)結(jié)合的方式，目的是提高程序運(yùn)行效率。平鋪結(jié)構(gòu)順序控制3 臺(tái)泵，3 臺(tái)泵接收命令時(shí)間相差不到300 ms，近似同步控制。程序設(shè)計(jì)分為串口初始化、控制命令輸出與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。流量控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通過局部變量同溫度、壓力數(shù)據(jù)在整體編程中以相同方式進(jìn)行存儲(chǔ)，原理相同。LabVIEW通過調(diào)用VISA 函數(shù)的程序進(jìn)行串口儀器通信［15-16］。串口初始化與乙酸進(jìn)料泵控制程序框圖如圖12 所示。

圖12 流量控制系統(tǒng)部分框圖

串口初始化是通信的基礎(chǔ)。圖12 平鋪結(jié)構(gòu)第1幀為串口初始化程序，VISA 配置串口函數(shù)VISA Configure Serial Port 將串口COM1 按設(shè)置參數(shù)初始化:輸入端口波動(dòng)率1 200，數(shù)據(jù)位8，偶校驗(yàn);停止位1。第2 幀內(nèi)，VISA 寫入函數(shù)VISA Write 將字符串命令發(fā)送給串口COM1 控制泵的運(yùn)行狀態(tài)，其命令串的幀格式為:flag + addr + len + pdu + fcs。flag 為幀頭，1 byte，本文固定格式為E9。addr 為儀器地址編號(hào)，1 byte。len 為pdu 長(zhǎng)度，1 byte，本文固定格式為06。fcs是addr、len、pdu 的異或。pdu 設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，6 byte，WJ + 轉(zhuǎn)速2 byte + 全速、啟停狀態(tài)1 byte + 方向狀態(tài)1 byte。例如設(shè)置乙酸進(jìn)料泵為順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為30 r/min，命令串為E9 01 06 57 4A 01 2C 01 01 37。命令串的獲取需將輸入信息進(jìn)行進(jìn)制轉(zhuǎn)換、字符串與數(shù)值轉(zhuǎn)換以及二進(jìn)制異或運(yùn)算等，這里不做贅述。調(diào)用VISA 關(guān)閉函數(shù)VISA Close 關(guān)閉串口，釋放系統(tǒng)資源。平鋪順序結(jié)構(gòu)3 ～6 幀與1、2 幀編程方法基本相同。

3 結(jié) 語

本文基于LabVIEW，采用NI-USB6008 數(shù)據(jù)采集卡與實(shí)驗(yàn)室常見的通用外圍硬件開發(fā)了小型精餾塔的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫度和壓力等數(shù)據(jù)的在線采集和存儲(chǔ)，靈活的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大大減少了實(shí)驗(yàn)工作量。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出料泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、塔頂回流比和加熱功率的準(zhǔn)確控制。測(cè)控界面分區(qū)的設(shè)計(jì)方式、接近實(shí)際儀器的操作面板、數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖與數(shù)值的顯示方式以及配有數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)易流程圖極大地方便了使用者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與操作，在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中取得了很好的效果。同時(shí)，LabVIEW 圖形化的編程語言、精餾測(cè)控系統(tǒng)模塊化的程序開發(fā)方式以及采用的通用外圍硬件可方便使用者進(jìn)行高效的程序修改與系統(tǒng)升級(jí)。

［1］ 梁 紅，薛 寧，孫玉曉. 虛擬儀器的發(fā)展以及在化學(xué)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］. 廣州化工，2010，38:70-72.

［2］ 陳錫輝，張銀洪. LabVIEW 8.20 程序設(shè)計(jì)從入門到精通［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.

［3］ 李江全，毛姣姣，孟慶建，等. 虛擬儀器設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用典型案例［M］. 北京:電子工業(yè)出版社，2010.

［4］ 陳樹學(xué)，劉 萱. LabVIEW 寶典［M］. 北京:電子工業(yè)出版社，2011.

［5］ 李江全，李 玲，劉媛媛，等. 案例解說虛擬儀器典型控制應(yīng)用［M］. 北京:電子工業(yè)出版社，2011.

［6］ Henry J，Knight C. Modern engineering laboratories at a distance［J］. International Journal of Engineering Education，2003，19(3):403-408.

［7］ Johnsen J K. Robust distillation control-application of H-infinity loop shaping［D］. Norway:Norwegian University of Science and Technology，2005.

［8］ 王 宇，黃 海，陳旭東，等. 小型精餾塔及其測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)研究［J］. 現(xiàn)代化工，2008(28):40-47.

［9］ 王 宇，徐燁琨，劉江永，等. 小型精餾實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與應(yīng)用研究［J］. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(5):60-63.

［10］ 樂清華，徐菊美，張秋香，等. 學(xué)研互動(dòng) 推進(jìn)大化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革［J］. 化工高等教育，2009(1):20-24.

［11］ 余 賓，余 敏，楊 軍，等. 冷卻塔填料性能測(cè)試臺(tái)應(yīng)用軟件開發(fā)［J］. 上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，36(6):551-553.

［12］ 王 曉，張寶懷. 基于LabVIEW 的換熱器性能試驗(yàn)裝置測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)［J］. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009(4):309-312.

［13］ 馬遠(yuǎn)榮，許國(guó)超，程瀟逸，等. 虛擬儀器技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用展望［J］. 廣州化工，2012(40):54-55.

［14］ 譚長(zhǎng)森. 基于PT100 型鉑熱電阻的測(cè)溫裝置設(shè)計(jì)［J］. 工礦自動(dòng)化，2012(3):89-91.

［15］ 薛 飛，李 燕. 基于LabVIEW 的溫度控制器串口通信［J］. 艦船防化，2012(2):49-52.

［16］ 王建勛，周青云. 基于DS18B20 和LabVIEW 的溫度測(cè)控系統(tǒng)［J］. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012(31):47-50.