燃燒驅(qū)動(dòng)連續(xù)波HF-DF激光器嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、緊湊化的微型嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)是未來(lái)化學(xué)激光器測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。本文基于可編程控制器PLC、PIC單片機(jī)、上位機(jī)LabVIEW程序和無(wú)線數(shù)傳模塊設(shè)計(jì)出一套體積小、重量輕的嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)，用于無(wú)線控制燃燒驅(qū)動(dòng)連續(xù)波HF/DF激光器的運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與傳輸。
　　利用可編程控制器PLC編寫程序來(lái)無(wú)線控制激光器供氣單路上電磁閥的開(kāi)啟與關(guān)閉，使供氣單路能夠按照設(shè)定的時(shí)序供氣；基于 PIC單片機(jī)編寫單 AD通道和多AD通

2、道的數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)程序，進(jìn)而設(shè)計(jì)并制作出單/多AD通道的采存模塊；利用 LabVIEW軟件編寫上位機(jī)程序，用于控制 PLC及采存模塊協(xié)調(diào)工作；上位機(jī)程序、PLC及采存模塊之間通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊進(jìn)行相互通信，傳送指令和發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　基于實(shí)驗(yàn)室燃燒驅(qū)動(dòng)連續(xù)波HF/DF激光器的供氣單路搭建了嵌入式無(wú)線測(cè)控用的單路測(cè)試平臺(tái)，分別利用單AD通道和多AD通道的采存模塊及相應(yīng)的PLC程序和上位機(jī)程序來(lái)控制供氣單路按時(shí)序供氣，并進(jìn)行單路壓力和溫度

3、的數(shù)據(jù)采集。試驗(yàn)結(jié)果表明基于單AD通道采存模塊和多AD通道采存儲(chǔ)模塊的測(cè)控系統(tǒng)均能很好地控制單路按時(shí)序供氣并完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和傳輸工作，且運(yùn)行穩(wěn)定性好，同時(shí)多AD通道采存儲(chǔ)模塊較單AD通道模塊外部結(jié)構(gòu)更為緊湊簡(jiǎn)潔。
　　根據(jù)激光器的實(shí)際運(yùn)行需求，優(yōu)化了嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。在PLC中實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光器多個(gè)供氣單路的同步控制，使多供氣單路能夠按照設(shè)定的時(shí)序精確供氣，并為D2供氣單路設(shè)計(jì)了周期性供氣時(shí)序以節(jié)約使用，程序中添加倒計(jì)

4、時(shí)多指令啟動(dòng)功能以避免激光器意外啟動(dòng)，新增了急停按鈕以防激光器運(yùn)行時(shí)發(fā)生意外。將采存模塊集成到電路板中，減小了模塊體積。優(yōu)化了LabVIEW上位機(jī)程序，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程修改PLC中各供氣單路的時(shí)序數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)檢測(cè)采存模塊的運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)化了測(cè)控系統(tǒng)中各模塊的電量管理，使系統(tǒng)耗電量盡可能減少，實(shí)現(xiàn)了PLC及采存模塊的全電池驅(qū)動(dòng)；在單路測(cè)試平臺(tái)上對(duì)優(yōu)化后的無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和采集數(shù)據(jù)的可重復(fù)性。
　　對(duì)優(yōu)化

5、后的單AD通道采存模塊進(jìn)行了便攜化封裝，并將PLC和12個(gè)封裝后的采存模塊嵌入到實(shí)際激光器供氣系統(tǒng)上，利用嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)控制激光器運(yùn)行，以喉道耐燒蝕試驗(yàn)的時(shí)序數(shù)據(jù)作為供氣單路的供氣時(shí)序，對(duì)激光器6個(gè)供氣單路文氏咀上下游11處壓力測(cè)試點(diǎn)的壓力、1處溫度測(cè)試點(diǎn)的溫度進(jìn)行了采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該嵌入式無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)能夠很好地控制激光器運(yùn)行，并能完整采集到每個(gè)供氣單路的壓力變化；且該測(cè)控系統(tǒng)各個(gè)模塊攜帶方便，安裝簡(jiǎn)易，可移植性強(qiáng)，能夠方便的嵌入