基于Labview的ICRH发射机监控系统的开发

足需求，其中包括通道选择算法，PID控制算法、多通道数据图像多道显示和多通道数据单道显示、消息机制，以下简单介绍通道选择算法和PID控制算法。该系统在Labview中实现，由于采用的是NI采集卡，可以在Measurement & Automation环境中可以按照要求任意设置虚拟通道，便于通道选择算法的实现，在Labview编程中，采用NI的可视化控件，同时采用其Ni-Daq控件，使数据的采集也变得尤为方便，并可同时进行一定的分析和显示。采用Labview软件对发挥原厂采集卡起到较大作用。

图3 通道选择算法流程图

3.3.1通道选择算法。

采集前，需要对采集卡16个通道进行设置，在采集过程中，要求可以任意更改通道，即随意切换通道数，并显示其通道采集值，同时不影响其他进程，并将各个通道是否被选以指示灯方式显示。基本流程如图3所示,通道的选取以数组方式传递给采集函数，首先设定输入通道，通道选择采用布尔类控件，通道控制采用Labview高级编程中的局部变量方式，映射通道选择布尔类控件状态，将所设置布尔值顺序输入一个布尔数组，然后对数组进行“或”操作，如果为真则继续，否则继续等待输入通道，这个目的是为了确保至少有一个通道打开时才可以进行采集。然后对此数组进行检索和追加字符串操作，形成以下字符串数组，即如果选择了第一和第二通道，则通道数组为[通道0，通道1]等等。这个数组可以事先在

Measurement & Automation Explore中进行设定，Labview采集过程中就可以识别这个数组;此外还考虑到采集前可能需要将所有通道一次全部打开，单个输入较为繁琐，这种情况下，

图4 通道选择算法在Labview中的实现

只要采用一个布尔控件，判断为真后形成一个全通道的字符串数组，即[通道0，通道1，通道2……通道15]，这个数组可以直接给采集函数调用。通过以上的过程，在采集过程中可

以灵活的设置通道号，并独立于其他进程。图4为Labview中实现的程序，I0、I1……I15为通道布尔控件的局部变量，通过for和case结构，实现了输出采集通道数组，随时在线更改通道的功能。

3.3.2 PID控制算法

为了对输出波形进行设定控制，采用了PID控制算法，PID控制器运动方程为：

图5 PID输出在Labview中的实现方式

Y(t)=

其中Y(t)是输出信号，e(t)为输入偏差，Kp为放大倍数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。PID控制器在计算机上实现，采用增量算法，如下

增量算法在计算中不需要累加，增量输出只与前几次的采样输入有关，此算法是一个递归过程，实现过程较简单。在此应用中采用了Labview的PID控件实现了以上算法，同时可以对PID控制器参数进行设置，实现方式如图5所示。

4. 实际试验结果及结论

本监控系统在最近一次实验中，由于设置参数较合理、功能较为齐全，对发射机电参数的监控起到了重要的作用，图6为测试过程中截取的界面。在实验过程中，对异常现象的报警，为现场工作人员及时发现问题、解决问题提供了第一手资料，而且保存的数据为今后详细分析和仿真发射机的工作原理提供了极其重要的优化实验参数的依据。同时本文对在Labview下进行测试及自动化化应用方面有着很好的参考价值。

本文作者创新点在于，首先使用了高级编程方式中的局部变量，解决了以往在采集过程

图6 HT-7发射机监控系统界面截图

中无法动态更改通道的问题，对系统监控功能起到非常重要的作用;同时采用了PID控制算法，使反馈输出的准确性明显得到了改善，此外把声音及视觉报警功能、故障及运行数据保存、通讯功能加以整合，为现场处理及使用提供了方便、快捷的手段;此外此方法为计算机进行反馈及定时控制多支路系统的应用奠定了良好基础。