基于數(shù)據(jù)采集卡的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、XXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 xxx姓 名 xxx學(xué) 號(hào) xxx專(zhuān)業(yè)班級(jí) xxx分 院 xxx指導(dǎo)教師 xxxxxxx年xxx月xxx日摘   要船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。船舶機(jī)艙的自動(dòng)化程度在某種程度上就代表了整個(gè)船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的先進(jìn)程度。船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)主要用于輔佐操作人員監(jiān)控各項(xiàng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化情況，一旦發(fā)生異常，立即向操作人員發(fā)出警報(bào)，以便操作人員在第一時(shí)間檢查警報(bào)信號(hào)發(fā)生處，并迅速做出處理，以減少非正常情況對(duì)船舶動(dòng)力乃至整個(gè)船舶自動(dòng)化系統(tǒng)造成的損害，從而大大降低船舶的損耗。一直以來(lái)，船舶成本低、高效益、無(wú)事故是機(jī)艙監(jiān)控的目的。因此，研究船舶

2、機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)有很大的必要性和實(shí)用性。LabVIEW作為編程語(yǔ)言，編程靈活高效且面對(duì)對(duì)象，其強(qiáng)大的圖形編輯能力與可視化編程環(huán)境更是快捷簡(jiǎn)便；數(shù)據(jù)采集卡作為普遍使用的一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過(guò)以太網(wǎng)、USB、火線(xiàn)（1394）等多種型號(hào)的總線(xiàn)接入計(jì)算機(jī)，使用方便。本文主要介紹了基于LabVIEW和數(shù)據(jù)采集卡的船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括了用戶(hù)登錄、模擬量采集和開(kāi)關(guān)量采集三部分，其中模擬量部分采集了溫度、壓力、電壓等信號(hào)。系統(tǒng)監(jiān)控了船舶運(yùn)行時(shí)主柴油機(jī)、輔柴油機(jī)、電站、主鍋爐和輔鍋爐的多個(gè)相關(guān)量。關(guān)鍵詞：LabVIEW；監(jiān)控系統(tǒng)；船舶；機(jī)艙監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集。AbstractShip

3、engine room monitoring system is an important part of automation system. Ship Engine Room Automation To some extent on the degree of automation systems on behalf of the entire ship's advanced level. Main Engine Room Monitoring System For the adjuvant to the unit operator to control the operating

4、 parameters change, if an exception occurs, immediately to the operating For the alarm to the operator at the first warning signal inspection office, and quickly make a deal To reduce the power of non-normal conditions on the ship and even the entire ship automation system damage, thus greatly reduc

5、ing Low ship loss. Has been shipping low cost, high efficiency, no accident was the purpose of monitoring the cabin. Therefore To study the engine room monitoring system have great necessity and practicality. LabVIEW as a programming language, programming, efficient and flexible to face the object,

6、its powerful graphical editor to Force and visual programming environment is quick and easy; data acquisition card as a kind commonly used for data acquisition Function of the computer expansion card, you can via Ethernet, USB, Firewire (1394) and many other types of bus access Into the computer, ea

7、sy to use. In this paper, based on LabVIEW and Data Acquisition ship engine room monitoring system, which Includes a user login, temperature, pressure display, voltage display, digital display and frequency display Parts, the main run-time monitoring of ship diesel engines, auxiliary diesel engines,

8、 power plants, the main boiler and auxiliary boiler of a number of Related content.Keywords:LabVIEW；監(jiān)控系統(tǒng)；船舶；機(jī)艙監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集目 錄第一章緒論11.1.課題研究目的與意義11.2.機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀11.3.論文的主要容2第二章 LabVIEW軟件介紹32.1LabVIEW簡(jiǎn)介32.1.1LabVIEW概述32.1.2LabVIEW的優(yōu)勢(shì)32.2LabVIEW編程環(huán)境42.2.1啟動(dòng)界面42.2.2控件選板52.2.3函數(shù)選板62.2.4工具欄82.2.5工具選板92.3LabVI

9、EW和數(shù)據(jù)采集11第三章機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)143.1系統(tǒng)組成143.2設(shè)計(jì)步驟153.2.1用戶(hù)登錄153.2.2模擬量采集183.2.3開(kāi)關(guān)量采集23第四章程序仿真264.1用戶(hù)登錄仿真264.2模擬量采集部分仿真264.3開(kāi)關(guān)量采集部分仿真27結(jié)論28致29參考文獻(xiàn)3029 / 33第一章 緒論1.1. 課題研究目的與意義船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)主要用于輔佐操作人員監(jiān)控各項(xiàng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化情況，一旦發(fā)生異常，立即向操作人員發(fā)出警報(bào)，以便操作人員在第一時(shí)間檢查警報(bào)信號(hào)發(fā)生處，并迅速做出處理，以減少非正常情況對(duì)船舶動(dòng)力乃至整個(gè)船舶自動(dòng)化系統(tǒng)造成的損害

10、，從而大大降低船舶的損耗1。該系統(tǒng)工作的可靠性直接影響到船舶的安全航行。因此，船舶機(jī)艙的自動(dòng)化程度在某種程度上就代表了整個(gè)船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的先進(jìn)程度。最初的機(jī)艙自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)主要由繼電器和報(bào)道提邏輯電路組成，現(xiàn)在已經(jīng)不適合機(jī)艙自動(dòng)化的發(fā)展要求了2。一直以來(lái)，船舶成本低、高效益、無(wú)事故是機(jī)艙監(jiān)控的目的，因此，研究更先進(jìn)船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)有很大的必要性和實(shí)用性。LabVIEW是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，它結(jié)合了圖形化編程方式的高性能與靈活性，以與專(zhuān)為測(cè)試測(cè)量與自動(dòng)化控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的高端性能與配置功能，能為數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測(cè)量分析與數(shù)據(jù)顯示等各種應(yīng)用提供必要地開(kāi)發(fā)工具3。數(shù)據(jù)采集卡作為普遍使用的一

11、種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過(guò)以太網(wǎng)、USB、火線(xiàn)（1394）等多種型號(hào)的總線(xiàn)接入計(jì)算機(jī)，使用方便。因此把LabVIEW和數(shù)據(jù)采集卡相結(jié)合應(yīng)用到船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。1.2. 機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)是隨著控制理論和電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的,到目前為止其發(fā)展歷程大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段:常規(guī)儀表監(jiān)測(cè)階段；電、氣動(dòng)與中小規(guī)模集成電子模塊組合邏輯監(jiān)控階段；以微機(jī)為基礎(chǔ)的集散型監(jiān)控階段；基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)與全船自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控階段。雖然現(xiàn)在船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)已發(fā)展到了即現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)式全分布式系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)FCS)，其中有較強(qiáng)實(shí)力和影響的有：Foudation

12、Fieldbus ( FF ) 、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dup line等,它們具有各自的特色,并在不同應(yīng)用領(lǐng)域形成了自己的優(yōu)勢(shì)，但至今尚未形成完整統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。所以就目前來(lái)說(shuō)集散型監(jiān)控技術(shù)已發(fā)展得相當(dāng)成熟,值得為當(dāng)前絕大多數(shù)船舶監(jiān)控系統(tǒng)所采用4。目前，先進(jìn)船舶上的機(jī)艙自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)大多采用的是多微機(jī)分層監(jiān)控系統(tǒng)，這種監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于典型的集散式監(jiān)控系統(tǒng)(DCS) ，一般采用三層結(jié)構(gòu):下層有若干個(gè)分站構(gòu)成，中間層作為數(shù)據(jù)通信站和顯示報(bào)警處理單元，上層由信息管理單元和數(shù)據(jù)分析單元等組成。這種網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)功能齊全，能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、顯示、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等日常全部操

13、作的要求，其分散控制，集中監(jiān)視、操作和管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和安全性得到了提高，代表著船舶自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。國(guó)外主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警正向更高層次的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化方向發(fā)展。形成以智能化為核心，具有狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、趨勢(shì)預(yù)報(bào)等功能的統(tǒng)一管理、集中監(jiān)測(cè)、智能決策和分散控制的新一代綜合主機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)。相關(guān)產(chǎn)品如挪威Kongsberg公司的主機(jī)遙控系統(tǒng)提供整套的控制系統(tǒng)和解決方案，能夠滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)艙的監(jiān)控要求。該系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件，為客戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口和直觀(guān)的用戶(hù)界面；德國(guó)Siemens公司的SIMOS IMAC55是一個(gè)全開(kāi)放的模塊化分布式網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視、控制和報(bào)警系

14、統(tǒng)，其系統(tǒng)的構(gòu)建均采用了工業(yè)際準(zhǔn)組件，各個(gè)功能模塊通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)與設(shè)在不同位置的操作站一起形成一個(gè)船舶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；挪威ABB公司的艦船Integrate Automation System采用了三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其信息層采用以太網(wǎng)，控制層和設(shè)備層則采用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；加拿大CAE公司的工PMS采用了兩層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，分別是控制設(shè)備與操作設(shè)備之間的管理網(wǎng)以與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制設(shè)備之間的控制網(wǎng)。管理網(wǎng)一般采用TCP/IP協(xié)議和以太網(wǎng);控制網(wǎng)則是各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)?？刂茖用娴母鞣N控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的智能設(shè)備相連，通過(guò)以太網(wǎng)接口與信息層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。這些產(chǎn)品的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，水平先進(jìn)5。1.3.

15、 論文的主要容本文主要研究基于LabVIEW和數(shù)據(jù)采集卡的船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括了用戶(hù)登錄、開(kāi)關(guān)量采集和模擬量采集三部分，其中模擬量采集部分有包括了溫度采集、壓力采集、電壓采集等幾部分。系統(tǒng)監(jiān)控了船舶運(yùn)行時(shí)主柴油機(jī)、輔柴油機(jī)、電站、主鍋爐和輔鍋爐的數(shù)個(gè)相關(guān)量。第二章 LabVIEW軟件介紹2.1 LabVIEW簡(jiǎn)介2.1.1 LabVIEW概述LabVIEW是（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖表代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。傳統(tǒng)的文本編程語(yǔ)言（如visual basic、visual C+、D

16、elphi等）根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序的執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線(xiàn)表示數(shù)據(jù)流向。LabVIEW提供很多外觀(guān)與傳統(tǒng)儀器（如示波表、萬(wàn)用表）類(lèi)似的控件可用來(lái)方便地創(chuàng)建用戶(hù)界面。用戶(hù)界面在LabVIEW中被稱(chēng)為前面板。使用圖標(biāo)和連線(xiàn)，可以通過(guò)編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制。這就是圖形化源代碼，又稱(chēng)G（Graphics)代碼。LabVIEW的圖形化源代碼在某種程度上類(lèi)似于數(shù)據(jù)流流程圖，因此又被稱(chēng)為程序框圖代碼。前面板上的每一個(gè)控件對(duì)應(yīng)于程序框圖中的一個(gè)對(duì)象，當(dāng)數(shù)據(jù)“流向”該控件時(shí)，控件就會(huì)根據(jù)自己的特

17、性以一定的方式顯示數(shù)據(jù)，例如開(kāi)關(guān)、數(shù)字或圖形。LabVIEW程序被稱(chēng)為VI（Virtual Instrument），即虛擬儀器，這是因?yàn)樗暮芏嘟缑婵丶c操作都模擬了顯示世界中的儀器，例如示波器與萬(wàn)用表等。LabVIEW的核心概念是“軟件即是儀器”，即虛擬儀器上網(wǎng)概念。LabVIEW中包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。這些工具都是向?qū)降墓ぞ?，用?hù)只需要一步步按照提示就可以實(shí)現(xiàn)儀器的連接和參數(shù)的設(shè)置6。2.1.2 LabVIEW的優(yōu)勢(shì)作為基于圖形化編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，LabVIEW自然、直觀(guān)、簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)方式大大降低了學(xué)習(xí)難度。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)各種交互式控件、對(duì)話(huà)框、菜單

18、與函數(shù)模塊進(jìn)行編程。所需做的只是將這些VI模塊拖拉到程序框圖中，并定義它在應(yīng)用程序中的功能。最后將這些控件或VI模塊連接起來(lái)即可完成儀器設(shè)計(jì)。選擇LabVIEW開(kāi)發(fā)測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用程序的一大決定性因素是其開(kāi)發(fā)速度。通常，使用LabVIEW開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的速度和比使用其他編程語(yǔ)言快4-10倍。LabVIEW的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1） 提供了豐富的圖形控件，并采用圖形化的編程方法，徹底把開(kāi)發(fā)人員從復(fù)雜苦澀的文本編輯中解放出來(lái)。（2） 建的編輯器在用戶(hù)編寫(xiě)程序的同時(shí)就在后臺(tái)自動(dòng)完成了編譯。因此用戶(hù)在編寫(xiě)程序的過(guò)程中如果有語(yǔ)法錯(cuò)誤，它會(huì)被立即顯示出來(lái)。（3） 由于采用數(shù)據(jù)流模型，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多

19、線(xiàn)程，從而能充分利用處理器尤其是多處理器的處理能力。（4） 通過(guò)DLL、CIN節(jié)點(diǎn)、ActiveX、.NET或MATLAB腳本節(jié)點(diǎn)等技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)LabVIEW與其他編程語(yǔ)言混合編程。（5） 通過(guò)應(yīng)用程序生成器可以輕松地發(fā)布EXE、動(dòng)態(tài)庫(kù)或安裝包。（6） LabVIEW提供了大量的驅(qū)動(dòng)與專(zhuān)用工具，幾乎能與任何接口的硬件輕松連接。（7） LabVIEW建了600多個(gè)分析函數(shù)，用于數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理。（8） NI同時(shí)提供了豐富的附加模塊，用于擴(kuò)展LabVIEW在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，例如實(shí)時(shí)模塊、PDA模塊、FPGA模塊、數(shù)據(jù)記錄與監(jiān)控（DSC）模塊、機(jī)器視覺(jué)模塊與觸摸屏模塊等6。2.2 LabV

20、IEW編程環(huán)境2.2.1 啟動(dòng)界面 成功安裝LabVIEW8.5之后，雙擊桌面圖標(biāo)或單擊開(kāi)始菜單的對(duì)應(yīng)項(xiàng)，即可啟動(dòng)LabVIEW8.5，其啟動(dòng)界面如圖2-1所示。圖2-1 LabVIEW8.5中文版啟動(dòng)界面啟動(dòng)界面左側(cè)的“文件”向?qū)Э蛄谐隽俗畛Ｓ玫拿?，如新建VI、新建項(xiàng)目、新建基于模板的VI等以與最近打開(kāi)過(guò)的項(xiàng)目和VI程序，以便用戶(hù)使用。右側(cè)的資源向?qū)Э蛄谐隽顺Ｓ觅Y源（如系統(tǒng)幫助、例、網(wǎng)絡(luò)資源）以與對(duì)LabVIEW新特性的介紹，這些都是學(xué)習(xí)和使用LabVIEW的絕佳幫手，特別是其中的“查找例.”項(xiàng)，提供了豐富的編程實(shí)例，幾乎所有的常用功能都可以從中找到例子。單擊啟動(dòng)界面上的“新建”下的“VI

21、”項(xiàng)或單擊快捷鍵Ctrl+N，創(chuàng)建一個(gè)新VI，會(huì)彈出如圖2-2所示的前面板和框圖編輯窗口。圖2-2 前面板和框圖編輯窗口2.2.2 控件選板 在前面板進(jìn)行編程的時(shí)候，用鼠標(biāo)右鍵單擊前面板的空白區(qū)域，所彈出的控件選板如圖2-3所示，本系統(tǒng)所用的各個(gè)子選板與其用途如下。圖2-3 控件選板（1）整體布局v 新式：提供新式風(fēng)格的各種控件v 系統(tǒng)：提供與所在操作系統(tǒng)風(fēng)格統(tǒng)一的各種控件v 經(jīng)典：提供經(jīng)典風(fēng)格的各種控件v Express（特快通道）：包含了最常用的幾類(lèi)控件v .NET與ActiveX：提供.NET和ActiveX支持的相關(guān)控件 選擇“選擇控件.”項(xiàng)可以讀取事先定制好的控件文件，用于添加用戶(hù)自

22、定義的控件。（2）控件介紹 新式、系統(tǒng)、經(jīng)典分別為不同風(fēng)格的控件子選板，其包含的控件功能是一樣的，以新式子選板為例，其下一級(jí)子選板與用途有：v 數(shù)值：數(shù)值型控件，如編輯框、滑動(dòng)條、進(jìn)度條、表盤(pán)等v 布爾：布爾型控件，如按鈕、開(kāi)關(guān)、LED等v 字符串與路徑：字符串和路徑控件v 數(shù)組、矩陣與簇：復(fù)合型控件，如數(shù)組、矩陣和簇v 修飾：各種修飾控件，如線(xiàn)條、箭頭、形狀、標(biāo)簽等，這類(lèi)控件的特點(diǎn)只是作為前面板裝飾用，無(wú)對(duì)應(yīng)的框圖子程序2.2.3 函數(shù)選板 鼠標(biāo)右鍵單擊框圖的空白區(qū)域，彈出的函數(shù)選板如圖2-4所示，本系統(tǒng)所用的各個(gè)子選板與其用途如下：圖2-4 函數(shù)選板（1）整體布局v 測(cè)量I/O：提供與測(cè)量

23、I/O相關(guān)的各種函數(shù)v 儀器I/O：提供與儀器I/O相關(guān)的各種函數(shù)v 數(shù)學(xué)：提供大量常用數(shù)學(xué)函數(shù)v 信號(hào)處理：信號(hào)處理相關(guān)函數(shù)v 數(shù)據(jù)通信：各種網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)函數(shù)和進(jìn)程同步函數(shù)v 互聯(lián)接口：各種與外部代碼調(diào)用、.NET支持、ActiveX支持、注冊(cè)表讀寫(xiě)、版本控制、端口讀寫(xiě)、輸入設(shè)備控制等相關(guān)的接口函數(shù)v Express（特快通道）：包含了一些最常用的函數(shù)和程序框架選擇“選擇VI.”項(xiàng)可以從磁盤(pán)上讀取一個(gè)子VI并添加到當(dāng)前框圖中。（2）控件介紹 子選板中最為常用的是編程子選板，其下一級(jí)子選板與其用途如下：v 結(jié)構(gòu)：各種結(jié)構(gòu)，用于程序流程控制，如循環(huán)結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)、事件結(jié)構(gòu)、公式節(jié)點(diǎn)、M

24、athScript節(jié)點(diǎn)、局部變量和全局變量等v 數(shù)組：與數(shù)組操作相關(guān)的各種函數(shù)，如初始化、增刪元素、查找、排序、分割、逆轉(zhuǎn)、二維數(shù)組轉(zhuǎn)置，以與數(shù)組與簇、數(shù)組與矩陣之間類(lèi)型轉(zhuǎn)換v 簇、類(lèi)與變體：與簇、類(lèi)和變體相關(guān)的各種函數(shù)，如簇的捆綁、解除捆綁，以與簇與變體和其他數(shù)據(jù)類(lèi)型之間的類(lèi)型轉(zhuǎn)換v 數(shù)值：常用的數(shù)字計(jì)算、各種數(shù)值型數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)換、復(fù)數(shù)計(jì)算和常用數(shù)字常量等v 布爾：與、或、非、異或等各種邏輯運(yùn)算和類(lèi)型轉(zhuǎn)換函數(shù)v 字符串：與字符串操作、類(lèi)型轉(zhuǎn)換和XML相關(guān)的函數(shù)v 比較：各種數(shù)據(jù)比較函數(shù)v 定時(shí)：各種定時(shí)、等待、時(shí)間類(lèi)型轉(zhuǎn)換函數(shù)2.2.4 工具欄（1）前面板工具欄 在編輯前面板的時(shí)候，界面上

25、方的工具欄可以提供一些便捷功能，尤為實(shí)用，如圖2-5所示。圖2-5 前面板工具欄 其中各個(gè)按鈕的主要用途如下：v 運(yùn)行：?jiǎn)螕艨蛇\(yùn)行當(dāng)前VI，運(yùn)行中該按鈕變?yōu)椋绻摪粹o變?yōu)?，表示?dāng)前VI中存在錯(cuò)誤，無(wú)法運(yùn)行，單擊該按鈕即可彈出對(duì)話(huà)框顯示錯(cuò)誤原因。 v 連續(xù)運(yùn)行：?jiǎn)螕艨芍貜?fù)連續(xù)運(yùn)行當(dāng)前VIv 中止執(zhí)行：當(dāng)VI運(yùn)行時(shí)變亮為，可單擊終止當(dāng)前VI運(yùn)行v 暫停：?jiǎn)螕艨蓵和．?dāng)前VI運(yùn)行，再次單擊繼續(xù)運(yùn)行v 文本設(shè)置：對(duì)選中文本的字體、大小、顏色、風(fēng)格、對(duì)齊方式等進(jìn)行設(shè)置v 對(duì)齊對(duì)象：使用不同方式對(duì)選中的若干對(duì)象進(jìn)行對(duì)齊v 分布對(duì)象：使用不同方式對(duì)選中的若干對(duì)象間隔進(jìn)行調(diào)整v 調(diào)整對(duì)象大?。菏褂貌煌绞綄?duì)選

26、中的若干前面板的大小進(jìn)行調(diào)整，也可精確指定某控件的尺寸v 重新排序：調(diào)整選中對(duì)象的上下疊放次序v 顯示/隱藏即時(shí)幫助窗口：?jiǎn)螕艉罂娠@示/隱藏一個(gè)小懸浮窗口，其中是關(guān)于鼠標(biāo)所指定對(duì)象的幫助容（2） 框圖工具欄 框圖界面上方的工具欄與前面板工具欄類(lèi)似，如圖2-6所示。圖2-6 框圖工具欄框圖工具欄中與前面板工具欄不同部分的按鈕用途如下：v 高亮顯示執(zhí)行過(guò)程：?jiǎn)螕粼摪粹o，變?yōu)楹?，VI運(yùn)行時(shí)變慢，并可觀(guān)察到數(shù)據(jù)流在框圖中的流動(dòng)過(guò)程，對(duì)初學(xué)者理解數(shù)據(jù)流運(yùn)行方式尤為有用v 保存連線(xiàn)值：?jiǎn)螕艉笞優(yōu)?，可使VI運(yùn)行后為各條連線(xiàn)上的數(shù)據(jù)保留值，可用探針直接觀(guān)察數(shù)據(jù)值v 單步進(jìn)入：調(diào)試時(shí)使程序單步進(jìn)入循環(huán)或子VIv

27、 單步通過(guò)：調(diào)試時(shí)程序單步執(zhí)行完整個(gè)循環(huán)或子VIv 單步退出：?jiǎn)尾竭M(jìn)入某循環(huán)或者自VI后，單擊此按鈕可使程序執(zhí)行完該循環(huán)或者子VI剩下的部分并跳出72.2.5 工具選板 在前面板和程序框圖中都可以看到工具選板。工具選板上的每一個(gè)工具都對(duì)應(yīng)于鼠標(biāo)的一個(gè)操作模式。光標(biāo)對(duì)應(yīng)于選板上所選擇的工具圖標(biāo)?？蛇x擇合適的工具對(duì)前面板和程序框圖上的對(duì)象進(jìn)行操作和修改。 如果自動(dòng)工具選擇已打開(kāi)，當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到前面板或程序框圖的對(duì)象上時(shí)，LabVIEW將自動(dòng)從工具選板上選擇相應(yīng)的工具。請(qǐng)打開(kāi)工具選板，選擇查看工具選板。LabVIEW將記住工具選板的位置和大小，因此當(dāng)LabVIEW重啟時(shí)選板的位置和大小保持不變。 La

28、bVIEW8.5簡(jiǎn)體中文版的工具選板如圖2-7所示。利用工具選板可以創(chuàng)建、修改LabVIEW中的對(duì)象，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。工具選板是LabVIEW中對(duì)對(duì)象進(jìn)行編輯的工具。圖2-7 工具選板 工具選板中各種不同工具的圖標(biāo)與其相應(yīng)的功能如下：v 自動(dòng)/手動(dòng)選擇切換，當(dāng)按下自動(dòng)選擇按鈕，鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)前、后面板上的對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇工具選板中相應(yīng)的工具，方便用戶(hù)操作。當(dāng)用戶(hù)選擇手動(dòng)時(shí)，需要手動(dòng)選擇工具選板中的相應(yīng)工具v 操作工具，用來(lái)操縱前面板中的控制量和指示器。當(dāng)用它指向數(shù)值或者字符量時(shí)，它會(huì)自動(dòng)變成標(biāo)簽工具v 位置、尺寸、選擇工具，用來(lái)選取對(duì)象，改變對(duì)象的位置和大小v 標(biāo)簽工具，用于輸入標(biāo)簽文本或者

29、創(chuàng)建標(biāo)簽v 連線(xiàn)工具，用于在后面板中連接兩個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)端口，當(dāng)用連線(xiàn)工具接近對(duì)象時(shí)，會(huì)顯示出其數(shù)據(jù)端口以供連線(xiàn)之用。如果打開(kāi)了幫助窗口時(shí)，那么當(dāng)用連線(xiàn)工具至于某連線(xiàn)上時(shí)，會(huì)在幫助窗口顯示其數(shù)據(jù)類(lèi)型v 對(duì)象彈出菜單工具，當(dāng)用該工具單擊某對(duì)象時(shí)，會(huì)彈出該對(duì)象的快捷菜單v 滾動(dòng)窗口工具，使用該工具，無(wú)須滾動(dòng)條就可以自由滾動(dòng)整個(gè)圖形v 顏色設(shè)置工具，用來(lái)設(shè)置窗口對(duì)象的前景色和背景色82.3 LabVIEW和數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是指從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)较到y(tǒng)部的過(guò)程，能夠提供這一功能的完整系統(tǒng)被稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System）。一個(gè)通用DAQ測(cè)量系統(tǒng)其主要的測(cè)

30、量任務(wù)實(shí)質(zhì)上是由安裝在計(jì)算機(jī)上的軟件完成的，而DAQ硬件知識(shí)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能操作的數(shù)字信號(hào)。這意味著一個(gè)DAQ設(shè)備能執(zhí)行多種測(cè)量任務(wù)，不同的測(cè)量任務(wù)僅僅是軟件的不同。9對(duì)于基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)一般為電信號(hào)（如電壓、電流等），所能處理的信號(hào)一般為數(shù)字信號(hào)，所以需要將外部的模擬物理量轉(zhuǎn)換為以電信號(hào)表示的數(shù)字量后交分析程序處理，這一轉(zhuǎn)換過(guò)程稱(chēng)為模擬輸入；而有時(shí)系統(tǒng)需要向外部提供激勵(lì)，所以有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也提供模擬輸出功能，將部的數(shù)字激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號(hào)。典型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖2-8所示。7傳感器和變換器數(shù)據(jù)采集設(shè)備信號(hào)調(diào)理PC機(jī)軟件圖2-8 典型的基于PC的D

31、AQ系統(tǒng)（1）傳感器和變換器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中的傳感器和變換器的主要功能是將系統(tǒng)外部的各種類(lèi)型的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集和處理。常見(jiàn)的信號(hào)類(lèi)型有5類(lèi)，其中模擬信號(hào)包括直流（DC）信號(hào)、時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)；數(shù)字信號(hào)包括通斷和脈沖序列兩種類(lèi)型。對(duì)同一個(gè)信號(hào)可以采用多種測(cè)量角度。（2）信號(hào)調(diào)理從傳感器得到的信號(hào)可能會(huì)很微弱，或者包含大量噪聲，或者是非線(xiàn)性等，這種信號(hào)在進(jìn)入采集卡之前必須經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理。信號(hào)調(diào)理的方法主要包括放大、衰弱、隔離、多路復(fù)用、濾波、激勵(lì)和數(shù)字信號(hào)調(diào)理等。（3）數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)采集設(shè)備的功能是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)課處理的數(shù)字信號(hào)，并傳遞到計(jì)算機(jī)中去。通常情況下數(shù)據(jù)

32、采集設(shè)備是一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，與計(jì)算機(jī)的連接可以采用多種方式。NI的數(shù)據(jù)采集設(shè)備支持的總線(xiàn)類(lèi)型包括PCI、PCI Express、PXI、PCMCIA、USB、CompactFlash、Ethernet以與火線(xiàn)等各種總線(xiàn)。數(shù)據(jù)采集卡的功能包括模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、觸發(fā)采集和定時(shí)I/O。1 模擬輸入 模擬輸入主要考慮的基本參數(shù)包括通道數(shù)、采樣速率、分辨率和輸入圍等。通道數(shù)對(duì)于采用單端和差分兩種輸入方式的設(shè)備，模擬輸入通道數(shù)可以分為單端輸入通道數(shù)和差分輸入通道數(shù)。在單端輸入中，輸入信號(hào)均以共同的地線(xiàn)為基準(zhǔn)。對(duì)于差分輸入，每一個(gè)輸入信號(hào)都有自有的基準(zhǔn)地線(xiàn)；由于共模噪聲可以被導(dǎo)線(xiàn)所消除，從而減小

33、了噪聲誤差。采樣速率這一參數(shù)決定了每秒鐘進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的次數(shù)。一個(gè)高采樣速率可以在給定時(shí)間下采集更多數(shù)據(jù)，因此能更好地反映原始信號(hào)。分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器用來(lái)表示模擬信號(hào)的位數(shù)即是分辨率。分辨率越高，信號(hào)圍被分割成的區(qū)間數(shù)目越多，因此，能探測(cè)到的電壓變量就越小。在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)模擬輸入電路其他部分的情況下，可以對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行非常準(zhǔn)確的數(shù)字化。輸入圍輸入圍是ADC可以量化的最小和最大電壓。NI公司的多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)量程圍進(jìn)行選擇，可以在不同輸入電壓下進(jìn)行配置。2 模擬輸出模擬輸出用來(lái)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供激勵(lì)源。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的一些技術(shù)指標(biāo)決定了所產(chǎn)生輸出信號(hào)的質(zhì)量：穩(wěn)定時(shí)間、轉(zhuǎn)換速率和輸出分辨率。穩(wěn)

34、定時(shí)間穩(wěn)定時(shí)間是指輸出達(dá)到規(guī)定精度時(shí)所需要的時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間通常由電壓上的滿(mǎn)量程變化來(lái)規(guī)定。轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率是指數(shù)模轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)的最大變化速率。穩(wěn)定時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率一起決定模數(shù)轉(zhuǎn)換器改變輸出信號(hào)值的最大變化速率。輸出分辨率輸出分辨率與輸入分辨率相似，它是產(chǎn)生模擬輸出的數(shù)字碼的位數(shù)。較大的位數(shù)可以縮小輸出電壓增量的量值，因此可以產(chǎn)生更平滑的變化信號(hào)。對(duì)于要求動(dòng)態(tài)圍寬、增量小的模擬輸出應(yīng)用，需要有高分辨率的電壓輸出。3 觸發(fā)采集許多數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用過(guò)程需要基于一個(gè)外部事件啟動(dòng)或停止一個(gè)數(shù)據(jù)采集的工作。數(shù)字觸發(fā)使用外部數(shù)字脈沖來(lái)同步采集與電壓生成。模擬觸發(fā)主要用于模擬輸入操作，當(dāng)用一個(gè)輸入信號(hào)達(dá)

35、到一個(gè)指定模擬電壓值時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的變化方向來(lái)啟動(dòng)或停止數(shù)據(jù)采集的操作。NI公司為數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了RTSI總線(xiàn)。該總線(xiàn)使用一種定制的門(mén)陣列和一條帶形電纜，能在一塊數(shù)據(jù)采集卡上的多個(gè)功能之間或者兩塊甚至多塊數(shù)據(jù)采集卡之間發(fā)送定時(shí)和觸發(fā)信號(hào)。通過(guò)該總線(xiàn)，可以同步模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出和計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器的操作。4 數(shù)字I/O（DIO）DIO接口經(jīng)常被用來(lái)控制過(guò)程、產(chǎn)生測(cè)試波形、與外圍設(shè)備進(jìn)行通信。在每一種情況下，最重要的參數(shù)有可應(yīng)用的數(shù)字線(xiàn)的數(shù)目、在這些通路上能接收和提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的速率、通路的驅(qū)動(dòng)能力。一個(gè)常見(jiàn)的DIO應(yīng)用時(shí)傳送計(jì)算機(jī)和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備包括數(shù)據(jù)記錄器、數(shù)據(jù)處理器

36、與打印機(jī)。5 定時(shí)I/O 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器在許多應(yīng)用中具有很重要的作用，包括對(duì)數(shù)字時(shí)間產(chǎn)生次數(shù)的技術(shù)、數(shù)字脈沖計(jì)時(shí)以與產(chǎn)生方波和脈沖。應(yīng)用一個(gè)計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器最重要的指標(biāo)是分辨率和時(shí)鐘頻率。分辨率是計(jì)數(shù)器所應(yīng)用的位數(shù)。越高的分辨率以為著計(jì)數(shù)器可以計(jì)數(shù)的位數(shù)越高。始時(shí)鐘頻率越高，計(jì)數(shù)器遞增得也越快，因此對(duì)于輸入可探測(cè)的信號(hào)頻率越高，對(duì)于輸出則可以產(chǎn)生更高頻率的脈沖和方波形。（4）PC與軟件 軟件使PC機(jī)和數(shù)據(jù)采集硬件形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集、分析和顯示系統(tǒng)。軟件層中的驅(qū)動(dòng)軟件可以直接對(duì)數(shù)據(jù)采集硬件的寄存器編程，管理數(shù)據(jù)采集硬件的操作并把它和處理器中斷，DMA和存這樣的計(jì)算機(jī)資源合在一起。驅(qū)動(dòng)軟件隱藏了

37、復(fù)雜的硬件底層編程細(xì)節(jié)，為用戶(hù)提供容易理解的接口6。第三章 機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)組成本機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)基于LabVIEW8.5設(shè)計(jì)，系統(tǒng)對(duì)船舶主柴油機(jī)、輔柴油機(jī)、電站、主鍋爐、輔鍋爐、齒輪箱等部分進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)具體監(jiān)控量如表3-1所示10。表3-1 系統(tǒng)被監(jiān)測(cè)量監(jiān)測(cè)設(shè)備被監(jiān)測(cè)項(xiàng)目顯示性質(zhì)主柴油機(jī)燃油進(jìn)機(jī)壓力壓力420mA 重燃油油溫溫度PT-100 高壓燃油管的泄漏開(kāi)關(guān)量日用燃油柜油位開(kāi)關(guān)量滑油進(jìn)機(jī)壓力壓力420mA滑油濾器的前后壓差開(kāi)關(guān)量滑油進(jìn)機(jī)溫度溫度PT-100 海水冷卻水壓力壓力420mA氣缸冷卻水進(jìn)機(jī)壓力壓力420mA氣缸冷卻水出口溫度(總管)溫度 PT-100 冷卻水膨脹箱

38、水位開(kāi)關(guān)量主關(guān)閉閥前的起動(dòng)空氣壓力壓力 420mA 控制空氣壓力壓力420mA掃氣接收器溫度溫度 PT-100 氣缸(14) 后的排氣溫度溫度PT-100 輔柴油機(jī)滑油進(jìn)機(jī)壓力壓力420mA滑油進(jìn)機(jī)溫度開(kāi)關(guān)量冷卻水出口溫度溫度熱電偶冷卻水壓力開(kāi)關(guān)量高壓燃油管開(kāi)關(guān)量日用燃油柜油位開(kāi)關(guān)量冷卻水膨脹水箱水位開(kāi)關(guān)量電站匯流排電壓電壓010V匯流排頻率頻率010V自動(dòng)卸載開(kāi)關(guān)量自動(dòng)合閘開(kāi)關(guān)量主開(kāi)關(guān)自動(dòng)脫扣開(kāi)關(guān)量主鍋爐過(guò)熱器蒸汽出口壓力壓力420mA蒸汽出過(guò)熱器溫度溫度熱電偶減熱器蒸汽出口溫度溫度熱電偶鍋爐水位水位010V至燃燒器的燃油溫度溫度熱電偶至燃燒器的燃油壓力壓力420mA進(jìn)入爐膛空氣壓力壓力42

39、0mA給水泵出水壓力壓力420mA給水艙水位 開(kāi)關(guān)量鍋爐供水管開(kāi)關(guān)量排煙溫度開(kāi)關(guān)量輔鍋爐過(guò)熱器蒸汽出口壓力壓力420mA 鍋爐水位水位420mA至燃燒器的燃油溫度溫度熱電偶至燃燒器的燃油壓力壓力420mA進(jìn)入爐膛空氣壓力開(kāi)關(guān)量齒輪箱滑油進(jìn)齒輪箱壓力壓力420mA滑油進(jìn)齒輪箱溫度溫度熱電偶主機(jī)備車(chē)開(kāi)關(guān)量輔機(jī)備車(chē)開(kāi)關(guān)量220V主配電開(kāi)關(guān)量220V輔配電開(kāi)關(guān)量 系統(tǒng)主要由用戶(hù)登錄、數(shù)據(jù)采集兩大部分組成，其中數(shù)據(jù)采集部分分為開(kāi)關(guān)量和模擬量采集兩部分。模擬量采集部分采集了壓力、溫度、電壓等信號(hào)。3.2 設(shè)計(jì)步驟3.2.1 用戶(hù)登錄用戶(hù)登錄界面用于系統(tǒng)管理員和操作員等的登錄，登錄成功才可以進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行一系

40、列相關(guān)的數(shù)據(jù)采集操作。用戶(hù)登錄界面前面板和框圖如下圖3-3至3-6所示6。圖3-4 用戶(hù)登錄框圖登錄成功圖3-5 用戶(hù)登錄框圖登錄失敗圖3-6 用戶(hù)登錄框圖退出用戶(hù)登錄界面結(jié)構(gòu)介紹：1 While循環(huán) 重復(fù)執(zhí)行部的子程序框圖，直到條件接線(xiàn)端（輸入端）接收到特定的布爾值。將布爾值連接至While循環(huán)的條件接線(xiàn)端。右鍵單擊條件接線(xiàn)端，從快捷菜單中選擇真(T)時(shí)停止或真(T)時(shí)繼續(xù)。While循環(huán)永遠(yuǎn)至少執(zhí)行一次。2 事件結(jié)構(gòu) 事件結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)子程序框圖，或事件分支，當(dāng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行時(shí)，僅有一個(gè)子程序框圖或分支在執(zhí)行。事件結(jié)構(gòu)將等待直至某一事件發(fā)生，并執(zhí)行相應(yīng)條件分支從而處理該事件。右鍵單擊結(jié)構(gòu)邊框

41、，可添加新的分支并配置需處理哪些事件。為事件結(jié)構(gòu)邊框左上角的“超時(shí)”接線(xiàn)端連接一個(gè)值，以指定事件結(jié)構(gòu)等待某個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間（以毫秒為單位）。默認(rèn)為1，即永不超時(shí)。事件數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)位于每個(gè)事件分支結(jié)構(gòu)的左邊框側(cè)。該節(jié)點(diǎn)用于識(shí)別事件發(fā)生時(shí)LabVIEW返回的數(shù)據(jù)。根據(jù)事先為各事件分支所配置的事件，該節(jié)點(diǎn)顯示了事件結(jié)構(gòu)每個(gè)分支中不同的數(shù)據(jù)。如果配置單個(gè)分支來(lái)處理多個(gè)事件，那么只有被所有事件類(lèi)型所支持的數(shù)據(jù)才可用。在程序框圖上放置一個(gè)事件結(jié)構(gòu)時(shí)，超時(shí)事件分支為默認(rèn)分支。3 條件結(jié)構(gòu) 條件包括一個(gè)或多個(gè)子程序框圖或分支，當(dāng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行時(shí)，僅有一個(gè)子程序框圖或分支在執(zhí)行。連接至選擇器接線(xiàn)端的值可以是布爾、字符串、

42、整數(shù)，或枚舉類(lèi)型，它決定了執(zhí)行哪個(gè)分支。右鍵單擊結(jié)構(gòu)邊框，可添加或刪除分支。Us可使用標(biāo)簽工具來(lái)輸入條件選擇器標(biāo)簽的值，并配置每個(gè)分支處理的值。4 等于？ 如果x等于y，則返回TRUE。否則，函數(shù)返回FALSE。該函數(shù)可改變比較模式。如比較兩個(gè)矩陣，默認(rèn)的比較模式為比較集合，該函數(shù)將返回一個(gè)標(biāo)量?？杀容^數(shù)組或一樣數(shù)據(jù)類(lèi)型元素組成的簇，產(chǎn)生一個(gè)布爾值數(shù)組或簇。連線(xiàn)板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類(lèi)型。5 與 計(jì)算輸入的邏輯與。兩個(gè)輸入必須為布爾或數(shù)值。如果兩個(gè)輸入都為T(mén)RUE，函數(shù)返回TRUE。否則，返回FALSE。3.2.2 模擬量采集由表3-1可知，模擬量采集部分主要采集溫度、壓力、電壓、頻率等

43、模擬信號(hào)。該部分程序圖如下所示：（1）模擬量采集部分結(jié)構(gòu)與控件介紹1 DeviceOpen 打開(kāi)已安裝的設(shè)備并為后續(xù)操作指定設(shè)備號(hào)。設(shè)備號(hào)由研華設(shè)備管理器（DevMgr.exe）分配。操作之前必須打開(kāi)設(shè)備。DeviceOpen的error out端必須與DeviceClose的error in端相連。如果成功打設(shè)備，它必須關(guān)閉的。DevNum是在系統(tǒng)中已安裝的硬件的設(shè)備號(hào)。DriverHandle是處理由DevNum即研華設(shè)備管理器分配指定的設(shè)備。error out是錯(cuò)誤信息。如果error in顯示一個(gè)錯(cuò)誤，error out包含一樣的錯(cuò)誤信息。error out 簇包含的信息如下：stat

44、us 為T(mén)RUE則代表出現(xiàn)了錯(cuò)誤；code 是錯(cuò)誤代碼；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯(cuò)誤的VI或函數(shù)的名稱(chēng)。2 AIConfig通過(guò)配置由DriverHandle指定的設(shè)備得相應(yīng)的增益來(lái)設(shè)定模擬輸入通道的輸入電壓圍。DriverHandle是處理打開(kāi)的設(shè)備。Chan&Gain是一個(gè)包含指定設(shè)備的通道參數(shù)和增益代碼的簇。 該簇包含兩個(gè)子信息：channel指定模擬輸入通道號(hào)； Gaincode指定增益代碼。error in描述VI運(yùn)行之前的錯(cuò)誤出現(xiàn)情況。此簇的默認(rèn)輸入是沒(méi)有錯(cuò)誤。如果錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生，則在error out端輸出error in的值。只有在沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下該VI

45、 才能正常運(yùn)行。否則，該VI將錯(cuò)誤信息從error in傳遞到error out。該簇包含以下參數(shù)：status 為T(mén)RUE則代表出現(xiàn)了錯(cuò)誤，系統(tǒng)默認(rèn)值是FLASE；code 是錯(cuò)誤代碼，系統(tǒng)默認(rèn)值是0；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯(cuò)誤的VI或函數(shù)的名稱(chēng)，默認(rèn)值是空字符串。error out包含錯(cuò)誤信息。如果error in顯示一個(gè)錯(cuò)誤，error out包含一樣的錯(cuò)誤信息。該簇包含的參數(shù)同error in。3 AIVoltageIn從模擬輸入通道讀取當(dāng)前值并從DriverHandle指定的設(shè)備返回相應(yīng)的電壓值。  DriverHandle是處理打開(kāi)的設(shè)備。Chan&Ga

46、in 一個(gè)包含指定設(shè)備的通道參數(shù)和增益代碼的簇。其中：Channel 的圍是從0到N - 1（N是等于可用的模擬通道數(shù)）。例如，一個(gè)16通道的模擬輸入設(shè)備的設(shè)備號(hào)圍為015。Gain增益代碼。該設(shè)備可能有不同的增益級(jí)別，每個(gè)級(jí)別都有相應(yīng)的代碼。 TrigMode觸發(fā)模式，0-正常（軟件），1-外部。error in描述VI運(yùn)行之前的錯(cuò)誤出現(xiàn)情況。此簇的默認(rèn)輸入是沒(méi)有錯(cuò)誤。如果錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生，則在error out端輸出error in的值。只有在沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下該VI 才能正常運(yùn)行。否則，該VI將錯(cuò)誤信息從error in傳遞到error out。該簇包含以下參數(shù)：status 為T(mén)RUE則代表

47、出現(xiàn)了錯(cuò)誤，系統(tǒng)默認(rèn)值是FLASE；code 是錯(cuò)誤代碼，系統(tǒng)默認(rèn)值是0；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯(cuò)誤的VI或函數(shù)的名稱(chēng)，默認(rèn)值是空字符串。Voltage是測(cè)量結(jié)果（單位為伏特）。error out包含錯(cuò)誤的信息。如果error in顯示一個(gè)錯(cuò)誤，error out包含一樣的錯(cuò)誤信息。該簇包含的參數(shù)同error in。4 初始化數(shù)組創(chuàng)建一個(gè)n維數(shù)組，其中的每個(gè)元素都被初始化為元素的值?？墒褂枚ㄎ还ぞ哒{(diào)整函數(shù)的大小，增加輸出數(shù)組的維數(shù)。連線(xiàn)板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類(lèi)型。元素是用于初始化初始化的數(shù)組中所有元素的值。元素可以是任意類(lèi)型的標(biāo)量數(shù)據(jù)。初始化的數(shù)組的數(shù)據(jù)類(lèi)型與元素一致。維數(shù)大小

48、0n-1必須為數(shù)值。如維數(shù)大小為0，函數(shù)將創(chuàng)建空數(shù)組。n維數(shù)組的維數(shù)大小接線(xiàn)端必須為n。5 捆綁捆綁用于將獨(dú)立元素組合為簇。也可使用該函數(shù)改變現(xiàn)有簇中獨(dú)立元素的值，而無(wú)需為所有元素指定新值。要實(shí)現(xiàn)上述操作，將簇連接到該函數(shù)中間的簇接線(xiàn)端。連接簇到該函數(shù)時(shí)，函數(shù)將自動(dòng)調(diào)整大小以顯示簇中的各個(gè)元素輸入。連線(xiàn)板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類(lèi)型。創(chuàng)建新簇時(shí)，必須連接所有的輸入。輸出簇中的元素順序必須與輸入元素一致。將一個(gè)現(xiàn)有簇連接到函數(shù)中間的接線(xiàn)端時(shí)，輸入為可選。LabVIEW僅替換連接的簇元素。簇是要改變值的簇。如該輸入端沒(méi)有連線(xiàn)，函數(shù)將返回簇。連線(xiàn)簇接線(xiàn)端時(shí)，“捆綁”函數(shù)將用元素0.n-1替換簇。輸

49、入接線(xiàn)端的數(shù)量必須匹配輸入簇中元素的數(shù)量。元素0n-1可接收任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)。輸出簇是作為結(jié)果的簇。6 平鋪式順序結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)順序執(zhí)行的子程序框圖或幀。平鋪式順序結(jié)構(gòu)可確保子程序框圖按一定順序執(zhí)行。平鋪式順序結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流不同于其它結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流。平鋪式順序結(jié)構(gòu)的幀當(dāng)所有連接至幀的數(shù)據(jù)都可用時(shí)，按照從左至右的順序執(zhí)行。每幀執(zhí)行完畢后會(huì)將數(shù)據(jù)至傳遞至下一幀。這意味著某個(gè)幀的輸入可能取決于另一個(gè)幀的輸出。平鋪式順序結(jié)構(gòu)中無(wú)需使用順序局部變量來(lái)傳遞幀與幀之間的數(shù)據(jù)。平鋪式順序結(jié)構(gòu)在程序框圖上顯示每個(gè)幀，故無(wú)需使用順序局部變量即可完成幀與幀之間的連線(xiàn)，同時(shí)也不會(huì)把代碼隱藏起來(lái)。在平鋪式順序結(jié)構(gòu)中

50、添加或刪除幀時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)自動(dòng)調(diào)整尺寸大小。右鍵單擊平鋪式順序結(jié)構(gòu)，在快捷菜單中選擇替換為層疊式順序，可將平鋪式順序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為層疊式順序結(jié)構(gòu)。不可在平鋪式順序結(jié)構(gòu)的各個(gè)幀之間拖曳隧道。7 數(shù)組插入 在n維數(shù)組中索引指定的位置插入元素或子數(shù)組。將一個(gè)數(shù)組連接到該函數(shù)時(shí)，函數(shù)將自動(dòng)調(diào)整大小以顯示數(shù)組各個(gè)維度的索引。如未連接任何索引輸入，該函數(shù)將把新的元素或字?jǐn)?shù)組添加到n維數(shù)組之后。新元素或數(shù)組的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型必須和輸入數(shù)組的類(lèi)型一致。n維數(shù)組是要插入元素、行、列的數(shù)組。輸入可以是任意類(lèi)型的n維數(shù)組。索引0n-1指定數(shù)組中要插入元素、行、列或頁(yè)的點(diǎn)。該函數(shù)只在一個(gè)維度上調(diào)整數(shù)組的大小。只能連接一個(gè)索引輸入

51、端。連接的索引決定了數(shù)組中可以插入元素的維度。例如，要插入行，連接行索引；要插入列，則連接列索引。連接至n或n-1維數(shù)組的數(shù)組的維數(shù)必須等于或小于連接至n維數(shù)組的數(shù)組維數(shù)。n或n-1維數(shù)組是要插入n維數(shù)組的元素、行、列或頁(yè)。輸出數(shù)組函數(shù)返回的數(shù)組中已經(jīng)對(duì)元素、行、列或頁(yè)進(jìn)行了替換。8 局部變量 局部變量可從一個(gè)VI的不同位置訪(fǎng)問(wèn)前面板對(duì)象，并將無(wú)法用連線(xiàn)連接的數(shù)據(jù)在程序框圖上的節(jié)點(diǎn)之間傳遞。局部變量可對(duì)前面板上的輸入控件或顯示件進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。寫(xiě)入一個(gè)局部變量相當(dāng)于將數(shù)據(jù)傳遞給其它接線(xiàn)端。但是，局部變量還可向輸入控件寫(xiě)入數(shù)據(jù)和從顯示控件讀取數(shù)據(jù)。事實(shí)上，通過(guò)局部變量，前面板對(duì)象既可作為輸入訪(fǎng)問(wèn)也

52、可作為輸出訪(fǎng)問(wèn)。9 For循環(huán)將連接到總數(shù)(N)接線(xiàn)端的值n作為執(zhí)行次數(shù)的子程序框圖。計(jì)數(shù)接線(xiàn)端(i)提供了當(dāng)前的循環(huán)總數(shù)，其取值在0到n-1的圍。創(chuàng)建For循環(huán)后，可使用移位寄存器將值從上一個(gè)循環(huán)傳遞到下一個(gè)循環(huán)。如果將一個(gè)數(shù)組連接到For循環(huán)，則啟用自動(dòng)索引可讀取和處理數(shù)組中的各個(gè)元素。也可配置For循環(huán)使其返回一個(gè)由循環(huán)生成的值所組成的數(shù)組，從而啟用啟用自動(dòng)索引?？蔀镕or循環(huán)添加一個(gè)條件接線(xiàn)端，從而在出現(xiàn)布爾條件或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)循環(huán)停止。帶有條件接線(xiàn)端的For循環(huán)在條件發(fā)生時(shí)或所有循環(huán)完成時(shí)才停止執(zhí)行。右鍵單擊For循環(huán)邊框并從快捷菜單中選擇條件接線(xiàn)端，從而為For循環(huán)添加一個(gè)條件接線(xiàn)端。

53、運(yùn)行VI前，必須為For循環(huán)的條件接線(xiàn)端連線(xiàn)，同時(shí)需連接其計(jì)數(shù)接線(xiàn)端或啟用輸入數(shù)組的自動(dòng)索引。循環(huán)計(jì)數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)or循環(huán)生成默認(rèn)數(shù)據(jù)。10 DeviceClose通過(guò)指定從DeviceOpen獲取的DriverHandle來(lái)關(guān)閉該設(shè)備。設(shè)備操作后需要關(guān)閉，以釋放資源，并準(zhǔn)備下一次DeviceOpen操作。DriverHandle是處理打開(kāi)的設(shè)備。error in描述VI運(yùn)行之前的錯(cuò)誤出現(xiàn)情況。此簇的默認(rèn)輸入是沒(méi)有錯(cuò)誤。如果錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生，則在error out端輸出error in的值。只有在沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下該VI 才能正常運(yùn)行。否則，該VI將錯(cuò)誤信息從error in傳遞到error out。

54、該簇包含以下參數(shù)：status 為T(mén)RUE則代表出現(xiàn)了錯(cuò)誤，系統(tǒng)默認(rèn)值是FLASE；code 是錯(cuò)誤代碼，系統(tǒng)默認(rèn)值是0；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯(cuò)誤的VI或函數(shù)的名稱(chēng)，默認(rèn)值是空字符串。error out包含錯(cuò)誤的信息。如果error in顯示一個(gè)錯(cuò)誤，error out包含一樣的錯(cuò)誤信息。該簇包含的參數(shù)同error in。11 或計(jì)算輸入的邏輯或。兩個(gè)輸入必須為布爾或數(shù)值。如果兩個(gè)輸入都為FALSE，則函數(shù)返回FALSE。否則，返回TRUE。（2） 模擬量采集部分設(shè)計(jì)介紹研華數(shù)據(jù)采集卡對(duì)應(yīng)的模擬量采集的軟件控件為AIConfig和AIVoltageIn。在A(yíng)IConfig中配置采集

55、通道的增益和通道號(hào)等信息，用AIVoltageI采集信息。本部分最層為for循環(huán)，將循環(huán)次數(shù)設(shè)置為64，即循環(huán)以供執(zhí)行64次。將當(dāng)前循環(huán)總數(shù)設(shè)置為通道號(hào)和數(shù)組插入的索引號(hào)，增益人為設(shè)置。數(shù)組插入的輸出數(shù)組為模擬量采集的顯示數(shù)組，其原數(shù)組為模擬量采集顯示數(shù)組的局部變量。模擬量采集數(shù)組的初始值為0。系統(tǒng)總體采用while循環(huán)結(jié)構(gòu)，具體的執(zhí)行步驟是先在研華設(shè)備管理器中選擇并打開(kāi)設(shè)備，若此時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則status值為T(mén)URE，程序執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)中的真分支；若此時(shí)沒(méi)有錯(cuò)誤，則status值為FALSE，程序后續(xù)執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)中的假分支，即執(zhí)行for循環(huán)。如第一次執(zhí)行時(shí)，i值為0，則在模擬量采集數(shù)組的第零列插入此次執(zhí)行循環(huán)所采集的值；第二次采集時(shí)，i值為1，則在上次生成的模擬量采集量數(shù)組的第一列插入此次執(zhí)行所采集的數(shù)值；依此類(lèi)推直至循環(huán)結(jié)束。若在循環(huán)執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生錯(cuò)誤則停止執(zhí)行程序。3.2.3 開(kāi)關(guān)量采集該部分采集程序圖如下所示:（1）開(kāi)關(guān)量采集部分結(jié)構(gòu)控件介紹1 DIOReadPortDWord從DriverHandle指定的設(shè)備的數(shù)字輸入端口讀取雙字（四個(gè)字節(jié)，由四個(gè)連續(xù)端口讀入）。DriverHandle是處理打開(kāi)的設(shè)備。P