基于G语言的单色仪自动控制系统

摘要：介绍了一种基于Labview开发平台的单色仪自动控制系统。该系统能够设置扫描速度，扫描波段和扫描间隔，具有多次单点采集的功能，并且可以实时显示扫描全过程。整个控制系统采用模块化设计，对新老设备进行控制和通信，充分挖掘已有设备的潜力，大大节省科研时间和科研经费。

关键词：labview；单色仪；模块化

中图分类号：TP73 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）34-8152-02

LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，又称为“G”语言，即可视化编程。使用这种语言编程时，基本上没有程序代码，取而代之的是流程图，这种独特的开发环境极大地简化了与其它硬件设备的接口，为用户提供灵活、高效的软硬件开发平台，使普通科技工作者可以从复杂的编程语言中脱离出来[1-3]。该文介绍了基于Labview开发平台的单色仪自动控制系统，通过使用与labview兼容的硬件设备，完成了一台高精度单色仪波长单元的驱动和数据的自动采集。

1 硬件构成

单色仪系统主要由一台CT结构的单色仪、步进电机、通讯卡、运动控制卡、探测器、数据采集器和驱动软件等部分构成，如图1所示，其中运动控制卡为众为兴PCI-8948A1，通信卡为Keithely KPCI-488卡，探测器选用滨松光电倍增管H11890，数据采集用Keithely6485皮安表。单色仪系统包含运动控制和数据采集两大功能，其中运动控制部分就是通过控制单色仪上的步进电机转动光栅，将不同波长的光衍射到光电倍增管上。而数据采集部分是运用488卡与6485皮安表进行通讯，将6485皮安表从光电倍增管上采集到的电流值传到电脑上进行处理并保存。

2 Labview程序

LabVIEW具有其独特的编程界面，它具有前面板和程序框图两个界面，前面板是图形用户界面，在这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制和显示对象。流程图提供程序的图形化源程序，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。而前面板和程序框图之间是相互连接的。

图2给出了程序的前面板，该程序能够设置扫描速度，扫描波段和扫描间隔。具有多次单点采集的功能，能够显示出扫描过程的情况。图3给出该labview开发程序完整框图，主要由硬件初始化、前面板按键控制和波长机构扫描等3大功能模块组成。

在硬件初始化模块如图4所示，其中的控件是通过运动控制卡的DLL动态连接库对卡进行控制和通信的，其DLL库文件由运动控制卡厂商提供。前面板按键控制模块如图5所示，主要用于对用户界面按键的响应，根据用户指令做出相应的判断，Labview也提供了一些简单的判断语句便于程序开发者使用。波长扫描控制模块如图6所示，它是整个程序的核心部分，采用先采集数据后扫描的方法，利用子程序与6485进行通信，数据存储部分具有通用的I/O通信，可以将数据保存到不同的格式下。通过以上程序，就可以对单色仪进行控制，并将扫描到的电流值保存到文本文档中，对数据处理提供了很大的便利。

LabVIEW可以生产独立的安装文件，即使计算机没有安装LabVIEW，程序也能够运行。

3 结束语

该单色仪自动控制系统的开发过程简单，时间周期短，并且利用LabVIEW这种图形化的编程语言，普通开发者即可不受制于仪器厂商提供的固定功能，对软件进行模块化设计，对新老设备进行控制和通信，充分挖掘已有设备的潜力，可以大大节约科研经费。

参考文献：

[1] 孙秀桂，赵兵.基于LabVIEW的步进电机控制器的设计[J].大理学院学报，2008，7（12）：68-71.

[2] 高明，孟建军，祁文哲，等.基于虚拟仪器的数据采集系统的设计与实现[J].铁路计算机应用，2009，18（2）：1-3.

[3] 肖珍芳，李浩锋，康东.LabVIEW构建位移测试系统[J].工业控制计算机，2009，22（4）：17-18.