v基于Labview信号设备综合试验台的开发

  [摘要](virtual instrumention)是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。本文对此进行了详细阐述。 
　　[关键词]Labview 信号设备 开发 
　　 
　　虚拟仪器的主要特点有: 
　　尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件。 
　　可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。 
　　用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 
　　虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要由计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。 
　　普通的PC有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准,这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡,为了保证仪器的性能,又采用了较多的硬件,但这些卡式仪器本身都没有面板,其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的VXI机箱,再与计算机相连,就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵,目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。 
　　1 LabVIEM是什么 
　　LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering)是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器, 
　　2 试验系统的基本组成 
　　2.1试验动力部分 
　　试验系统动力部分主要配置: 
　　容量50kVA三相感应调压器(380V/0～420V,)1台; 
　　容量25kVA叠频用三相耦合变压器(380V/380V,容量25kVA)1台; 
　　变频器电源一台,滤波器柜一台,电源输入柜一台,输出切换柜一台,输出接线柜一台。 
　　2.2信号传感部分 
　　50kVA感应调压器输出至被试低压电机回路设2台75A/5A单量程低压电流互感器监视电流;设2台高精度电压互感器400V/100V监视其输出电压; 
　　变频电机和交流异步电机的输出共用高精度电流,电压传感器进行测量。 
　　2.3操作台部分 
　　包括操作台架、UPS稳压隔离电源、工业计算机(含键盘、鼠标)、17英寸工业液晶显示器、打印机、面板显示仪表和各类指示灯、控制开关与按钮、集成环境温度测量模块、绝缘电阻测量模块、绕组直流电阻测量模块、工频耐压试验控制与测量保护模块、匝间耐压试验模块、直流电压电流测量模块、三相功率测量模块、计算机接口与采集模块、自动控制模块、相关保护模块、信号调理模块、数据采集模块等。操作台参照图二的外观样式设计制造。 
　　2.3.1测量方式:采用微机测量 
　　测量回路配置电流、电压传感器,中间环节采用信号调理接口模块,由计算机完成信号采集和测量任务。 
　　2.3.2控制方式:采用PLC直接控制 
　　采用西门子S200系列PLC进行联锁控制,联锁程序可根据用户的要求自由编辑、修改,控制系统性能稳定、系统可扩展性好。 
　　2.3.3操作方式:手动操作和自动操作方式并存 
　　为避免微机故障时影响试验工作,采用手动控制(面板按钮操作)和自动控制(计算机键盘/鼠标操作)并存的方式,不便采用自动控制或微机出现故障时可以采用手动操作。 
　　2.3.4试验数据处理:试验结果保存工控机或服务器内 
　　微机试验台的试验结果数据直接保存在试验工控机硬盘中,手动测量的数据由人工输入到试验软件界面,再保存在存储器内,设计有试验报告自动生成软件并提供输出打印功能(配置惠普A3纸激光打印机)。 
　　多个试验台组建网络化的试验系统配置有服务器时,试验数据不仅保存在试验台工控机内,同时还上传到服务器内,实现不同试验台上的测试数据共享,通过服务器可以进行试验数据的查询/打印输出以及与企业内部网实现共享。 
　　2.3.5操作台技术数据 
　　(1)电源电压:220V±5%,工频50Hz; 
　　(2)绝缘电阻:电源输入端对机架的绝缘电阻≥20MΩ; 
　　(3)最大消耗功率:1000VA; 
　　(4)电源输入端对机架能承受1500V/50Hz,一分钟耐压试验无飞弧,无击穿现象; 
　　(5)接地方式:现场焊接; 
　　(6)接地排或通过接地专用线连接; 
　　(7)控制方式:PLC联锁控制; 
　　(8)操作方式:手动操作与自动操作相结合; 
　　(9)工控机安装方式:水平上架安装; 
　　(10)工业显示器安装方式:嵌入式安装,倾斜角度:45°; 
　　(11)进线方式:底部地沟进入或后端开孔进线; 
　　(12)集成试验功能模块输出方式:后端专用接口输出; 
　　(13)安装方式:底座安装(用户提供); 
　　(14)参考尺寸(长×宽×高):1600×1030×1120(mm); 
　　(15)重量:200kg。 
　　3 试验台设置与功能介绍 
　　操作台设置 
　　(1)试验系统设一个操作台位:交流/变频电机试验共用一个操作台位;试验台配置交流/变频电机的公用试验模块:环境温度测量模块、直流电阻测量模块、3kV工频耐压试验模块,3kV匝间耐压试验模块; 
　　(2)交流电机试验除完成常规试验项目外,还可进行堵转试验、空载试验,叠频温升试验等; 
　　(3)变频电机试验除完成常规试验项目外,还可进行堵转试验、空载试验,调频,超速试验等;