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工业色谱仪是一种大型精密在线分析仪器,由于工业色谱仪可对气态、液态等样品进行多流路、多组分分析,具有较高的灵敏度,因此广泛应用于冶金、化工、石油、医疗、食品等各个领域。但以往由于工业色谱仪的防爆性能、分析特点等因素,只能将其放置在距离工业现场较远的分析小屋,极大延长了整个分析过程的时间,一般只能将其用于样品分析,无法将其用于实时控制,降低了工业色谱仪的控制意义,而且,还会造成环境污染等多种不利影响。近年来,“能源危机”、“环境污染”和“经济效益”等问题越来越多地引起了人们的关注。社会经济发展形势对工业控制领域,尤其是对石油、化工领域的在线分析仪器,提出了更高的要求。
论文以南京工业大学自动化学院与南京分析仪器有限公司合作开发的CX8800智能化工业色谱仪为背景,结合当前过程分析仪器新的发展要求,以及其在石化等领域应用过程中出现的问题,为CX8800工业色谱仪添加通信功能,并利用虚拟仪器技术研究开发了具有开放式体系结构的工业色谱仪控制系统。首先,论文在深入讨论了虚拟仪器的结构及发展趋势,对比了其比传统仪器所具有的优越性,介绍了工业色谱仪的分析流程、分析方法之后,选择了虚拟仪器设计平台LabWindows/CVI来开发工业色谱仪控制系统。其次,论文着重介绍了该控制系统的设计方法,尤其是其通信部分的实现。详细介绍了利用LabWindows/CVI的多线程模式来实现接收与处理实时谱图数据和控制命令的编程方法以及系统开发所利用的重要数据结构、谱图处理和峰识别的相关知识等。最后,论文总结了作者所做的工作和研究内容,介绍了CX8800工业色谱仪控制系统所具有的优点,并对该控制系统的进一步研究和发展作了展望。
论文所开发的CX8800工业色谱仪控制系统很好地将虚拟仪器技术、通信技术和过程分析仪器技术结合了起来,不仅实现了对仪器的远距离控制,使过程中组分的分析数据得以更加快捷的传送,从而提高了组分参数在控制中的作用;而且,还改善了使用者的工作环境,使仪器的控制,参数设定等操作更加方便,对工业色谱仪的进一步推广和应用具有重要现实意义,也具有重要的经济价值。