電子器械對日常作業(yè)的探索與實(shí)驗(yàn)

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，能夠通過網(wǎng)絡(luò)借助OLE、DDE技術(shù)與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet連接，與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將實(shí)時(shí)測量的數(shù)據(jù)輸送到Intranet已經(jīng)成了必然趨勢，IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，實(shí)現(xiàn)的是不可靠，無連接的數(shù)據(jù)包服務(wù)，TCP是基于可靠連接的服務(wù)，面向工廠自動(dòng)化提出的基于以太網(wǎng)＋TCP／IP的解決方案已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用而且越來越受到重視。
　　它的主要的特點(diǎn)是：一是實(shí)現(xiàn)把TCP／IP協(xié)議嵌入現(xiàn)場智能儀器（主要是傳感器）的ROM中，使信號的收發(fā)都以TCP／IP方式進(jìn)行。二是測控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集，信息發(fā)布，系統(tǒng)集成方面都以企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（Intranet）為依托，以以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線。三是在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器，自由靈活的組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)。四是將測控網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)已Internet互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測控網(wǎng)和信息網(wǎng)的統(tǒng)一，建立測試和管理的統(tǒng)一系統(tǒng)。加上它的低投入、高性能的通訊方式，實(shí)現(xiàn)了完全自由的儀器聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)�，徹底的�?shí)現(xiàn)了單一的、開放性的總網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器對變頻器系統(tǒng)的測試與研究隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器在其推動(dòng)下出現(xiàn)了。網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的出現(xiàn)極大拓寬了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域，它使網(wǎng)絡(luò)實(shí)實(shí)在在的介入了整個(gè)現(xiàn)代測量得全過程，利用現(xiàn)有的Internet資源和企業(yè)的內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，從而十分方便的組建測試網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Internet互連，使人們可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取到測量信息，可以應(yīng)用于組建工廠自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對變頻器的在線的遠(yuǎn)距離測量和控制。
　　儀器的軟件由用戶自己開發(fā)設(shè)計(jì)，虛擬儀器軟件有兩部分構(gòu)成，即應(yīng)用程序和I／O接口儀器驅(qū)動(dòng)程序。應(yīng)用程序主要包含兩個(gè)方面的功能：一是實(shí)現(xiàn)虛擬面板功能的軟件程序，二是定義測試功能流程圖的軟件程序。I／O接口儀器驅(qū)動(dòng)程序完成特定的外部設(shè)備的擴(kuò)展，驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)在最為流行的編程軟件就是由美國VI公司開發(fā)的LabVIEW，是面向?qū)ο蟮目梢暬�編程環(huán)境，它是目前國際上唯一的編譯型圖形化軟件。
　　變頻器作為一種穩(wěn)定性強(qiáng)，精度高的調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類調(diào)速傳動(dòng)裝置，變頻器調(diào)速系統(tǒng)取代直流調(diào)速裝置已經(jīng)成為必然趨勢，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有節(jié)能、調(diào)速范圍寬、精度高、效率高，和功率因數(shù)高、可靠性好、操作方便、及便于同其他設(shè)備接口等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式。目前國內(nèi)外還沒有專門的針對基于Intranet的關(guān)于變頻器的監(jiān)測技術(shù)方面的研究，通過此課題就可以實(shí)現(xiàn)檢測系統(tǒng)的自動(dòng)化，而且可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生幾率，同時(shí)可以減少人力，徹底的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理統(tǒng)一的自動(dòng)化。
　　實(shí)現(xiàn)步驟目前比較流行的變頻器是通用的vvvf（Variable VoltageVariableFrequency）變頻器，我們對通用變頻器的關(guān)鍵功能參數(shù)進(jìn)行測試，以確保新的變頻器的質(zhì)量和功能，然后對其運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)電壓，電流和速度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，這樣就可以監(jiān)測變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且把所有監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀ntranet或者Internet上進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，那么變頻器專家就可以通過Internet或者Intranet對設(shè)備的狀態(tài)給出建議，提高企業(yè)的自動(dòng)化程度，提高設(shè)備的可靠性。
　　首先是對于變頻器的整體的關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行測量，一是額定負(fù)載特性測試：在額定的負(fù)載下來計(jì)算三相電流的精確度和各相電流的平衡度及輸出平均電壓；二是保護(hù)功能測試：變頻器的過流，過熱，接地，和短路等破壞性的測試。其次是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器測試系統(tǒng)，系統(tǒng)分為四層：被測設(shè)備層，直接關(guān)聯(lián)被測設(shè)備；儀器層，為系統(tǒng)提供分布式的儀器資源；網(wǎng)絡(luò)通信層，為終端用戶和現(xiàn)場儀器提供遠(yuǎn)程通信渠道；客戶層，供用戶瀏覽數(shù)據(jù)，控制遠(yuǎn)程儀器，我們采取多參量多通道的測試技術(shù)進(jìn)行有關(guān)的狀態(tài)檢測，采用基于Web的遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行測量，后用高可靠性、低成本的網(wǎng)關(guān)、路由器、中繼器、及網(wǎng)絡(luò)接口芯片等網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，取代通信速度雖然高、但需要特定的、價(jià)格昂貴的通信芯片支持的總線方式，利用現(xiàn)有的Internet資源和企業(yè)的內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，從而十分方便的組建測試網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Internet互連。使用以太網(wǎng)作為儀器之間、儀器與計(jì)算機(jī)之間的通訊媒介，使儀器的接入不再受限于網(wǎng)絡(luò)的布局，儀器作為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)，完全的獨(dú)立于計(jì)算機(jī)而存在。儀器可以完全靈活的自由接入以太網(wǎng)的任何一點(diǎn)，并且可以在以太網(wǎng)的任何一點(diǎn)被訪問，在鏈路層上采用以太網(wǎng)連接，TCP／IP和以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)作為測試系統(tǒng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)，以開放的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)作為系統(tǒng)檢測結(jié)構(gòu)，真正的實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和開放。在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的儀器設(shè)備充當(dāng)著網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立的接點(diǎn)，信息可以跨越網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿�及的任何領(lǐng)域，使網(wǎng)絡(luò)實(shí)實(shí)在在的介入了現(xiàn)代測量的全過程。在依托于互聯(lián)網(wǎng)的測試體系中，主控計(jì)算機(jī)的設(shè)置不必取決于具體的物理位置，只要在局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)均可以配置為某一組儀器的主控計(jì)算機(jī)，很方便的在局域網(wǎng)里實(shí)現(xiàn)主控計(jì)算機(jī)的分散和冗余，某個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障使系統(tǒng)無法工作的可能性大大的降低，真正實(shí)現(xiàn)管理控制一體化。
　　對于變頻器的整體的測量分為以下幾個(gè)部分：（1）對于輸入電壓，電流，功率的檢測：可以采用功率分析儀8903F，因?yàn)檩斎腚妷汉碗娏鳛?0Hz的正弦波，8903F完全符合要求，測得的數(shù)據(jù)可以通過RS－232串通通訊送至PC機(jī)。對于輸出電壓，電流，功率的檢測：可以采用功率分析儀WT130，因?yàn)樽冾l器的控制輸出電壓為PSW方波方式，也用串口實(shí)現(xiàn)。過壓測試：采用變壓器變壓輸送復(fù)合要求的電壓即可。過流測試：將變頻器接到大一點(diǎn)的電機(jī)上，例如1.5KW的變頻器接到2.2KW的電機(jī)上，控制變頻器的快速啟動(dòng)，使瞬間電流超過150％額定電流，實(shí)現(xiàn)過流檢測。對于功率大一點(diǎn)的可以把兩個(gè)大的電機(jī)并在一起接到變頻器的輸出端。額定加載測試：采用“雙電機(jī)加載法”，兩電機(jī)機(jī)械連接，測試400V電壓時(shí)，可以把400V的電機(jī)接輸出，控制運(yùn)行，輸出50Hz，然后接通200V電機(jī)，因?yàn)轭l率和轉(zhuǎn)速相同，輸出電流較小，逐漸提高鄔再新等。
　　采用E－mail報(bào)警技術(shù)：通過在虛擬儀器里加入E－mail功能，可以實(shí)現(xiàn)在檢測數(shù)據(jù)超限或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，以最快的速度通知控制人員，同時(shí)將必要的數(shù)據(jù)記錄下來作為參考資料一起發(fā)送到指定人員的手中，從而大大提高虛擬儀器所監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。關(guān)鍵技術(shù)問題（1）設(shè)計(jì)整個(gè)電路，在經(jīng)濟(jì)合理的情況下，較好的實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的測試系統(tǒng)的各種功能，能夠順利的采集到各種信號，在最大限度不失真的情況下，保持?jǐn)?shù)據(jù)的精確性，及時(shí)準(zhǔn)確的把數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)傳輸擬采用不同等額方式進(jìn)行，測試時(shí)采用串口傳輸，監(jiān)測試采用基于TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行。對于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)瀏覽采用DateSoket技術(shù)，它是一種面向測控領(lǐng)域的通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的編程技術(shù)，可以支持同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，不同的應(yīng)用程序?qū)μ囟ǖ臄?shù)據(jù)的同時(shí)應(yīng)用，通過對TCP／IP的優(yōu)化和管理，簡化了Internet通信方式，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)自描述格式提供自由的數(shù)據(jù)傳輸格式，可以直接傳送虛擬儀器程序及所采集到的數(shù)據(jù)中常用的字符格式、布爾形式、數(shù)字量形式、甚至于采集到的波形。這樣就簡化了設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的TCP／IP地層編程，還解決了傳輸速度的問題。
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