使labview用于電廠保護(hù)的發(fā)電機(jī)綜合數(shù)據(jù)采集與分析裝置
概述:采用NI 的LabVIEW 和CompactRIO 硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了水輪發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)采集及分析裝置各個(gè)裝置通過(guò)以太網(wǎng)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)和故障分析的結(jié)果傳輸?shù)奖O(jiān)控中的服務(wù)器上。
應(yīng)用方案:
水輪發(fā)電機(jī)側(cè)裝配一套數(shù)據(jù)采集及分析裝置,各個(gè)裝置通過(guò)以太網(wǎng)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)和故障分析的結(jié)果傳輸?shù)奖O(jiān)控中的服務(wù)器上,整個(gè)系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分:
1. 采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為,監(jiān)控中心的存儲(chǔ)以及監(jiān)控服務(wù)器
2. 采用NI 公司的實(shí)時(shí)嵌入式處理器、FPGA模塊、采集卡組成高速數(shù)據(jù)采集及分析裝置
3. 采用相應(yīng)的傳感器對(duì)相關(guān)的電測(cè)量和非電量進(jìn)行采集,通過(guò)前端信號(hào)處理模塊處理之后送到高速數(shù)據(jù)采集及分析裝置的采集卡,以作為后續(xù)存儲(chǔ)與分析的信號(hào)輸入。
投放市場(chǎng)的必要性
發(fā)電廠的機(jī)組故障錄波器基本上都沒(méi)有使用,老式的故障錄波器也正是要更新?lián)Q代的時(shí)候,而且隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),電力的需求越來(lái)越緊張,電網(wǎng)的建設(shè)步伐也在加快,電力系統(tǒng)故障錄波器作為系統(tǒng)事故分析不可缺少的組成部分,市場(chǎng)的需求正在日益的增加。
使用NI 的硬件提高開(kāi)發(fā)速度
CompactRIO硬件的高可靠性,實(shí)時(shí)處理器的,以及FPGA的并行高速計(jì)算能力以及LabVIEW的信號(hào)處理能力和便捷開(kāi)發(fā)為本裝置的研制提供了一個(gè)比較合適的軟硬件平臺(tái)。
擷取的資料暫時(shí)儲(chǔ)存在CompactRIO 的內(nèi)部快閃硬碟中,然后透過(guò)無(wú)線連結(jié)自動(dòng)下載到主要伺服器中,資料在主要伺服器中處理、與更多復(fù)雜的警報(bào)參數(shù)比較,然后儲(chǔ)存在資料庫(kù)中。如果無(wú)法無(wú)線連結(jié)到伺服器時(shí),使用者可以透過(guò)短程、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線連結(jié)(使用者靠近機(jī)器鏟以建立連結(jié)) 連上并手動(dòng)下載資料;接上乙太網(wǎng)路連接線,或是在CompactRIO的USB 插槽上插入隨身碟,資料便會(huì)自動(dòng)上傳。<0}
資料一旦處理儲(chǔ)存好了,就可以供下列之用:使用者視覺(jué)化、分析、手動(dòng)處理,以及在伺服器上進(jìn)行趨勢(shì)管理,或是有網(wǎng)路可存取資料庫(kù)的電腦,也可進(jìn)行趨勢(shì)管理。所有的組態(tài)、資料移轉(zhuǎn)、處理、視覺(jué)化與分析軟體都充分內(nèi)建在LabVIEW 里。
使用labview、CompactRIO開(kāi)發(fā)嵌入式渦輪增壓器性能檢測(cè)系統(tǒng)
概述:與之前的解決方案相比,使用NI CompactRIO開(kāi)發(fā)嵌入式渦輪增壓器檢測(cè)系統(tǒng),提供更高的精度、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
我們用基于CompactRIO的嵌入式系統(tǒng)替換了現(xiàn)有的可編程邏輯控制器(PLC)檢測(cè)系統(tǒng),從而提高了控制的精度級(jí)別。與之前的PLC解決方案相比,新系統(tǒng)具有多個(gè)優(yōu)勢(shì),包括的閥門控制和更的溫度、壓力和轉(zhuǎn)速測(cè)量。由于CompactRIO具有更高的性能和穩(wěn)定性,新系統(tǒng)能夠快速地完成例如渦輪增壓器預(yù)備性能檢測(cè)和信息分析等功能,從而可以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
在開(kāi)發(fā)時(shí)間和資源分配方面,需要一個(gè)人進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)兩個(gè)月,一個(gè)人進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)三個(gè)月以及一個(gè)人進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)一個(gè)月。
基于CompactRIO的全新檢測(cè)系統(tǒng)可以測(cè)量用于船只引擎驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器的性能,。天然氣、空氣和汽油的輸入量需要根據(jù)安裝的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)調(diào)節(jié)后的量,渦輪增壓器、渦輪映射和壓縮機(jī)映射的效率使用關(guān)于渦輪增壓器的壓力、溫度和速度值進(jìn)行測(cè)量。
CompactRIO模塊
渦輪增壓器性能中重要的變量包含溫度、壓力和轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)組件包含多個(gè)NI C系列模塊,包括NI 9217 RTD模擬輸入模塊測(cè)量電阻溫度傳感器(RTD)溫度、NI 9211熱電偶輸入模塊測(cè)量熱電偶溫度、NI 9203數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)量壓力和電流、NI 9423漏極數(shù)字輸入模塊測(cè)量轉(zhuǎn)速。此外,還采用了NI 9265同步更新模擬輸出模塊作為系統(tǒng)和模擬輸出值的外部接口,NI 9425漏極數(shù)字輸入模塊和NI 9476源數(shù)字輸出模塊用于數(shù)字I/O值。檢測(cè)系統(tǒng)由系統(tǒng)操作員通過(guò)用戶界面進(jìn)行控制。監(jiān)視外部系統(tǒng)使得用戶可以控制和管理整個(gè)系統(tǒng)。
結(jié)論
渦輪增壓器是車輛引擎的重要部分,其性能直接影響整個(gè)引擎的性能。對(duì)渦輪增壓器性能進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)試是確保終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。以前的PLC系統(tǒng)無(wú)法提供所需的精度。使用基于CompactRIO的全新檢測(cè)系統(tǒng)替換PLC系統(tǒng)節(jié)省了空間,并且提供了更高的精度、更高的分辨率和更好的性能。此外,由于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)員熟悉CompactRIO的開(kāi)發(fā)方法,可以在短時(shí)間內(nèi)讓系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行,這樣節(jié)省了時(shí)間和開(kāi)發(fā)資源。
使用LabVIEW 建構(gòu)非侵入式技術(shù)而測(cè)得水果成熟度
概述:NI LabVIEW可找出平行板電容器雙板之間的佳距離。
因?yàn)檗r(nóng)業(yè)的原料與后農(nóng)產(chǎn)品均需達(dá)到相同品質(zhì),所以在采收前后了解水果的品質(zhì)與成熟度格外重要。但是一般果農(nóng)難以確實(shí)得知水果的成熟度,特別是果色與成熟度無(wú)關(guān)的水果。雖然或果農(nóng)可以看出水果成熟度,但也無(wú)法因應(yīng)大量采收的水果。因此我們需要穩(wěn)定、快速、非侵入式的技術(shù),測(cè)得水果的物理屬性而進(jìn)一步了解水果的品質(zhì)與其成熟度。只要能且自動(dòng)分類水果的成熟度,就能進(jìn)一步讓農(nóng)業(yè)升級(jí),并造福超級(jí)市場(chǎng)的消費(fèi)者。舉例來(lái)說(shuō),若能根據(jù)采收條件而系統(tǒng)性的了解水果成熟度,就能讓消費(fèi)者進(jìn)一步判斷水果品質(zhì)。
大多數(shù)的傳統(tǒng)方式均具有破壞性,而無(wú)法大量應(yīng)用于實(shí)務(wù)中。某些方式則透過(guò)硬度計(jì)(Penetrometer) 或沖擊力,測(cè)得水果的硬度。另可量測(cè)與成熟度相關(guān)的參數(shù)或化學(xué)物含量,如pH 酸堿值、可滴定酸度(Titratable acidity,TA)、可溶性固態(tài)物(Soluble-solid,SS) 含量、乙烯(Ethylene) 含量等。若要量測(cè)這些化學(xué)值與參數(shù),往往侵入水果再應(yīng)用復(fù)雜的分析技術(shù),如氣液相層析(Gas - Liquid Chromatography (GLC) 與滴定法(測(cè)酸度)。
但近出現(xiàn)了非侵入式的水果成熟度檢測(cè)法。這些方法包含核磁共振(NMR) 與質(zhì)子共振(PMR),可了解可溶性固態(tài)物的含量;機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)則可減測(cè)水果果皮的顏色;音訊系統(tǒng)則可測(cè)出水果硬度。但是這些方式仍有潛在問(wèn)題,如NMR 與PMR 均為位的設(shè)備,且水果顏色不一定與其成熟度相關(guān)。
使用LabVIEW 與DAQ 監(jiān)控人體于動(dòng)態(tài)平臺(tái)上的擺動(dòng)
概述:使用NI LabVIEW軟體搭配NI資料擷取(DAQ)硬體建構(gòu)平臺(tái),其表面具備122組應(yīng)力感測(cè)電阻器(FSR)并能以200 Hz進(jìn)行取樣,以量測(cè)人體擺動(dòng)與平衡的控制情形。
人體即使在直立時(shí),亦需隨時(shí)保持著穩(wěn)定性。人體整合多種機(jī)制,才能避免身體在靜、動(dòng)態(tài)的條件下跌倒。測(cè)力板(Force platform) 與Stabilogram 均為量測(cè)、量化人體平衡度的標(biāo)準(zhǔn)。另根據(jù)時(shí)間概念而搜集壓力中心(COP),以呈現(xiàn)姿勢(shì)控制的結(jié)果。基本上是以表面支撐人體中心,再垂直投射相關(guān)應(yīng)力。主機(jī)電腦將根據(jù)FSR 的訊號(hào)而執(zhí)行一系列的計(jì)算作業(yè),以取得COP (如圖1)。
圖1. 負(fù)責(zé)計(jì)算人體足部擺動(dòng)的程式圖區(qū)塊
大多數(shù)的姿勢(shì)與平衡計(jì)量技術(shù),均是主動(dòng)操作姿勢(shì)或平衡狀態(tài),再計(jì)算出人體的反應(yīng)。在此系統(tǒng)中,我們是讓人體于不穩(wěn)定的支撐表面上保持平衡,達(dá)到自我反應(yīng)的效果。若讓人體站在可移動(dòng)的支撐表面上,亦可達(dá)到相同的變數(shù)。針對(duì)任何測(cè)試點(diǎn),我們的平臺(tái)可達(dá)到不同方向的平衡紊亂(如圖2)。
在銜接儀器之后,此平臺(tái)可隨時(shí)追蹤人體COP 的移動(dòng),再顯示各種狀態(tài)下的人體穩(wěn)定程度。此時(shí)如BOSU Balance Trainer 的動(dòng)態(tài)表面就極其重要,可完整補(bǔ)償姿勢(shì)控制器統(tǒng),而模擬動(dòng)態(tài)條件。與僅能模擬靜態(tài)條件的靜態(tài)平臺(tái)相較,動(dòng)態(tài)表面更能呈現(xiàn)病理學(xué)方面的問(wèn)題。
儀器控制
此堅(jiān)固平臺(tái)的直徑為635 mm,非平面的圓頂直到動(dòng)態(tài)平臺(tái)之處均為柔軟材質(zhì)(如圖2)。另有薄薄一層FSR 排列為陣列,固定于平臺(tái)之上。我們另于平臺(tái)之上安裝感測(cè)器,以捕捉不同的站立姿勢(shì),并達(dá)到更大的儀控面積(如圖2)。此系統(tǒng)好能盡量減少各種限制。
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