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Trabalho Prático 2 (LabView) – Monitorização e Controlo de um Forno de Tratamentos Térmicos

Implementar um programa em Labview para monitorizar, controlar e registar a temperatura de funcionamento de um forno de tratamentos (térmicos por exemplo). A aplicação a desenvolver em LabView, deve permitir definir a temperatura de funcionamento em dois patamares e a duração de cada patamar, de acordo com o gráfico indicado na figura. O sistema será aplicado a um forno como o indicado.

Na realização do programa deve ter em consideração:

A organização do programa “Block Diagram”

A apresentação simples e cuidada do “Front Panel”

Os comentários no block diagram. Informações relevantes a considerar no programa:

- Temperatura de funcionamento do forno, - Controlo de uma saída analógica para comandar o aquecimento do forno, - Leitura da data e hora actual do sistema

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O forno é constituído por um termopar do tipo K para leitura da temperatura e por uma resistência para aquecimento do forno. O termopar gera uma tensão analógica de baixo valor (mV) e necessita de ser amplificado utilizando um amplificador diferencial (AD623) de acordo com a figura indicada, e por um ganho definido pela resistência indicada na tabela:

A saída Vout é ligada a uma entrada analógica do interface USB6008, que está conectado ao PC através de uma entrada USB. A entrada analógica utilizada é definida na aplicação por: “C Físico Ent Analógica” e está amplificada, por isso necessitamos de a dividir pelo ganho definido no amplificador de instrumentação, para obter a tensão em mV, e poder calcular a temperatura em ºC utilizando o polinómio indicado, em que v é expresso mV:

92 9

0 1 2 9

0

... i

i

i

T a a v a v a v a v

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Quando o forno está ligado (botão ON/OFF) e em função da temperatura definida nos patamares e da temperatura actual é accionada a saída digital para ligar/desligar a resistência de aquecimento do forno. O sistema deve registar de 10 em 10 segundos a temperatura de funcionamento do forno de acordo com a seguinte estrutura: Data Hora Temp 12-09-2005 9H32M10S 45 12-09-2005 9H32M20S 47 12-09-2005 9H32M30S 49 12-09-2005 9H32M40S 50 12-09-2005 9H32M50S 52 12-09-2005 9H33M00S 52

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Interface tipo do Programa:

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Block Diagram (Exemplo)

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Aquisição e Processamento de Variáveis A aquisição e processamento de sinais exteriores ao computador, torna-se necessário para monitorizar e implementar funções de conversão de temperatura, leitura da luminosidade, células de carga, leitura da pressão da água ou do ar comprimido. Para realizar a aquisição e processamento de sinais exteriores pode-se utilizar o módulo NI USB-6008 módulo multifunções, comunica com o computador através da porta de comunicação USB, permitindo a leitura de 4(8 single) sinais analógicos e 4+8 entradas/saídas digitais, activar 2 saídas analógica.

Características gerais do módulo USB6008

Figura 1 : Módulos USB

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Figura 2 : Diagrama Funcional

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Instalação do módulo USB-6008 Instalação dos drivers fornecidos com o módulo.

1. Introduzir o CD de Instalação; 2. Seleccionar a opcção: “Install NI-DAQmx / VI LOGGER”

(ou http://www.ni.com/download/ni-daqmx-9.8/4297/en/) Durante a instalação dos drives é também instalado um conjunto de programas de teste dos módulos, para verificar o seu funcionamento. Cada módulo tem um número de série associado, que o identifica atribuindo um numero de dispositivo. Quando é utilizado outro módulo no mesmo computador, é necessário instalar os drive novamente. Programas -> National Instruments -> NI DAQ -> NI Device Monitor ou através de do acesso ao programa:

- Measurements & Automation

Figura 3 : Acesso ao utilitário de diagnóstico de módulos exteriores

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Figura 4 : Programa de testes dos módulos exteriores

Acedendo ao “Test Panel”, poderemos verificar o funcionamento das diversas variáveis de entrada e saídas dos módulos:

Figura 6 : Verificação do teste de entrada analógica

Figura 5 : Verificação do teste das saídas analógica

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Figura 7 : Contador Digital Figura 25 : Entradas e saídas digitais