基于LabVIEW的离心铸造监测系统设计 (2014年)

设计了一套基于LabVIEW的自动化系统，实现离心铸造机生产参数的实时监测。以浙江永成集团 ZJ013860型离心铸造机为研究对象，搭建了一台大型离心铸造机过程监测的虚拟仪器系统，实现了振动监测、转速监测和温度监测可视化程序。仿真实验对温度、转速和振动加速度进行了验证，结果表明系统设计方案可行，设计的系统提高了离心铸造过程重要参数监测的精确性和可视化，对生产过程的数据化、智能化和安全监测有一定的实用价值。 ### 基于LabVIEW的离心铸造监测系统设计 #### 概述 本文介绍了一种基于LabVIEW软件的离心铸造监测系统的设计与实现。该系统针对的是浙江永成集团ZJ013860型离心铸造机，旨在通过对关键生产参数的实时监测来提高铸造质量和生产效率。 #### 关键技术与背景 当前，在我国的离心铸造行业中，尽管很多企业已经采用了专业的铸造监控仪器及远程监控设备，但仍有一些工厂依赖于人工操作来进行生产，这种情况下工艺参数的控制很大程度上取决于操作者的经验，这不仅降低了生产效率，还带来了安全隐患。因此，实现生产过程中的数据化、智能化和实时安全监测变得尤为重要。 #### 虚拟仪器平台选择 虚拟仪器技术是一种将传统仪器的功能集成到计算机软件上的技术，通过安装特定的软件和硬件（如数据采集卡、传感器等），用户可以在计算机上操作这些“虚拟”仪器，同时还可以根据实际需求对软件进行二次开发以适应不同的测试场景。LabVIEW作为一种强大的虚拟仪器编程软件，因其图形化的编程环境、高效的数据处理能力和易于使用的用户界面等特点，在工业界和科研领域得到了广泛应用。 #### 系统框架设计 本系统设计用于监测离心铸造机在加工过程中的几个关键参数：轴承座温度、轴承座振动加速度、铜合金溶液温度和离心铸造机主轴转速。系统的核心组成部分包括传感器、数据采集设备、计算机以及虚拟仪器软件（本项目使用LabVIEW）。 - **传感器**：负责收集物理信号，如温度、振动加速度等。 - **数据采集设备**：将传感器收集到的模拟信号转换为数字信号，以便于后续处理。 - **计算机**：作为整个系统的中枢，负责接收数据、处理数据并提供可视化界面。 - **虚拟仪器软件**：LabVIEW，用于编写监测系统的软件逻辑。 #### 主要传感设备规格参数 为了实现精确的监测，系统选用了以下几种传感器： - **压电式加速度传感器**：用于测量振动加速度，量程100g，输出电压10V。 - **霍尔式转速传感器**：用于测量转速，输出方波信号，幅值接近供电电压。 - **红外温度传感器**与**铀电阻贴片温度传感器**：分别用于测量高温区和低温区的温度，输出电压范围均为0~5V。 #### 软件系统设计 软件系统设计主要包括振动监测、转速监测和温度监测三个部分。其中，振动监测程序通过使用LabVIEW内置的随机数模块和其他模块（如数值显示模块、比较模块等）来实现对振动加速度的实时监测和异常报警等功能。 - **振动监测程序**：利用LabVIEW的图形化编程环境构建了完整的振动监测逻辑。该程序能够模拟传感器输出的电压信号，并通过各种模块完成信号处理、数据显示和异常检测等功能。 - **转速监测程序**：通过读取霍尔式转速传感器的数据，实现对离心铸造机主轴转速的实时监测。 - **温度监测程序**：利用红外温度传感器和铀电阻贴片温度传感器收集数据，实现对不同区域温度的实时监测。 #### 实验验证 通过一系列实验验证了该监测系统的可行性。实验结果表明，该系统能够准确地监测到离心铸造过程中重要的参数变化，并能及时反馈给操作人员，提高了生产过程的可控性和安全性。 基于LabVIEW的离心铸造监测系统有效地提高了离心铸造过程的自动化水平，为实现更加智能化的生产管理提供了技术支持。