ＬａｂＶＩＥＷ在加速度计动压马达跑合监测系统中的应用 ・１０７・ ＬａｂＶＩＥＷ在加速度计动压马达跑合监测 系统中的应用 韦雪洁，李万军，孙薇，胡辉 ０６５０００） （北华航天工业学院电子与控制工程学院，河北廊坊摘要：加速度计动压马达跑合监测系统用于对１０路动压马达的电流、功率、电压和频率等参数进行连续 自动采集。跑合监测控制系统由硬件电路、ＰＣＩ－６２５９数据采集卡和上位机软件构成。上位机软件采用 ＬａｂＶＩＥＷ ２０１２编写，具有实时监控、自动报警断电、报警定位、数据存储和查询功能。经试验，跑合监测 系统所采集的数据与ＷＴ２３０功率计相比较，精度符合要求，跑合监测系统可以连续不断电稳定工作 １５０ ｈ以上，测试效率得到提高。 关键词：马达跑合；ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＣＩ６２５９；数据采集；ＬａｂＳＱＬ －中图分类号：ＴＰ３０２．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—８８２９（２０１５）０９—０１０７—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬａｂＶＩＥＷ ｉｎ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｔｏｒ ＷＥＩ Ｘｕｅ－ｊｉｅ，ＬＩ Ｗａｎ－ｊｕｎ，ＳＵＮ Ｗｅｉ，ＨＵ Ｈｕｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏＡｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｇｆａｎｇ ０６５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓａｍｐｌｅ ｔｈｅ ｐａ－ ｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｅｎ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｍｏｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｐｏｗｅｒ，ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＰＣＩ－６２５９ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒｄ ａｎｄ ＰＣ ｓｏｆｔｗａｒｅ．ＰＣ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ＬａｂＶＩＥＷ ２０１２，ｗｈｉｃｈ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｌａｎｇｕａｇｅ，ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ— ｍｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ＰＣＩ－６２５９ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒｄ．Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅａ１．ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｌａｒｍ，ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｑｕｅｒｙ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔ，ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ＷＩ２３０ ｐｏｗｅｒ ｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｓｔａｂｌｅ ｈｏｔ－ｌｉｎｅ ｗｏｒｋ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １ ５０ ｈｏｕｒｓ，ＳＯ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．ｆ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｏｒ ｕｎｎｉｒｎｇ；ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＣＩ－６２５９；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＬａｂＳＱＬ ＬａｂＶＩＥＷ是一种图形化的编程语言，由美国国家 费大量的人力和物力。基于上述特点，笔者基于虚拟 仪器公司（简称ＮＩ）研制开发，被视为一个标准的数据 采集和仪器控制软件广泛地应用于工业界、学术界和 研究实验室。该系统中所需要测试的是加速度计动压 马达。为了保证马达产品的性能稳定，需要对其进行 长期的上电跑合监测，因此具有测试点数量大、测试时 仪器软件ＬａｂＶＩＥＷ ２０１２和ＰＣＩ６２５９数采卡为动压马 －达跑合构建一个监测系统，运用高精度、高性能的数据 采集卡，对动压马达的数据进行多路采集、分析、计算 和存储，提高了测试的效率 卜 。 间长、测试精度高的特点，传统的测试方法通常需要花 １测试系统构成 １．１硬件电路 收稿日期：２０１４—０５—１４ 基于计算机虚拟仪器的动压马达跑合监测系统， 系统总体硬件电路连接控制如图１所示，分别由功率、 基金项目：北华航天工业学院校级科研项目（ＫＹ一２０１３—１０，ＫＣ－ ２０１３－０２３） 作者简介：韦雪洁（１９８１一），女，壮族，广西马山人，硕士，副教 授，主要研究方向为数据采集和虚拟仪器。 电流、电压变送器控制电路、电源、ＰＣＩ数据采集卡和 工控机等几部分构成的。本系统通过在工控机直接插 入两块ＰＣＩ６－２５９数据采集卡，将信号采集到工控机 ＬａｂＶＩＥＷ在加速度计动压马达跑合监测系统中的应用 压；Ｚ１１的Ｐ１．０～Ｐ２．１属于ｌ０路马达继电器控制信 号，Ｚ１１的Ｐ０．２属于蜂鸣器的控制信号；Ｚ１２的Ｐ０．１Ｏ —Ｐｏ．２９属于ＬＥＤ灯控制信号；Ｚ２１的ＰＦＩ９／ＰＦＩ４为 频率测试信号。 采用ＮＩ数采卡，安装完驱动后只需要调用函数库 中的ＤＡＱＸ．ＶＩ就可以进行数采卡的配置和数据采 集。以电流采集为例，说明数采卡采集模拟量的过程。 首先在ＮＩ ＭＡＸ平台下为ＰＣＩ－６２５９卡１创建“ｓ１ｓ２电 流采集任务”，在程序ｗｈｉｌｅ循环外调用“ＤＡＱｍｘ定 时”函数，进行任务、采样模式、采样率设置，为了有效 抑制电路中的干扰，需要１０ ｋＨｚ的采样率；然后调用 “ＤＡＱｍｘ开始任务”函数，在ｗｈｉｌｅ循环内调用 “ＤＡＱｍｘ读取”函数，每通道采样数为１０００００个，由于 采样率为１０ ｋＨｚ，每个循环采样数为１０００００，所以一 个ｗｈｉｌｅ循环完成的时间为１ ｓ，便于计时；最后调用 “ＤＡＱｍｘ结束任务”函数。以上“ｓ１ ｓ２电流采集任务” 完成了３０路电流量的采集。在ＮＩ ＭＡＸ平台下为 ＰＣＩ－６２５９卡２创建“ｓ３电压功率采集任务”，完成１０ 路功率和两组三相电压的采集。为了便于程序维护和 修改，在ｗｈｉｌｅ循环中创建子函数“数据分离１．ｖｉ”，建 两个任务采集的数进行１０路马达的数据滤波、分离和 判断。 ．对于数字量的输出控制，则需要调用“ＤＡＱｍｘ创 建通道”函数，设置ＤＯ通道，然后调用“ＤＡＱ写入”函 数，选择“数字布尔ｉ点ｉ线”，输入对应的“Ｔ”或“Ｆ” 值，最后调用“ＤＡＱｍｘ开始任务”和“ＤＡＱｍｘ结束任 务”。生成子函数，便于在主函数中调用 Ｊ。 ２．２曲线绘制模块 数采卡采集的电流和电压是单点实时值，Ｌａｂ— ＶＩＥＷ中的画图函数是针对于数组设计的，如果将采 集的数据直接与“图表．ｖｉ”相连，则得到的是点而不是 曲线。因此如需做曲线图有２种方法。 第一种方法是从数据库中把所有采集数据读出， 然后作图。因为在主函数ｗｈｉｌｅ循环中需要以１０ ｋＨｚ 的速率采集数据，如果在程序中每次调用数据库读取 函数，会影响系统的速度，导致缓存不够的错误。 第二种方法是创建寄存器，把数据存入寄存器中， 然后逐点把图绘出。此种方法不需要与数据库进行连 接访问，相对于第一种方法，速度较快。但是如果不定 期清理，会产生内存占用过多的问题。 本系统采用第二种方法进行曲线的绘制。程序中 用一个ｃａｓｅ完成１Ｏ路数据的作图。Ｃａｓｅｌ＃：完成大小 为３６０００数组的构建。Ｃａｓｅ外部主要实现３６０００大小 的判断。通过此方法定期释放内存，解决了程序运行 时间过长会占用内存过多的问题。 ２．３时间计算模块 ・１０９・ 累计时间指的是产品从一上电开始多次测试的累 计时问。所以每次测试时需要从数据中调出该马达的 测试时间，然后再与当次的测试时间累加。程序中应 用ｗｈｉｌｅ中的ｉ自动计数，每循环一次为１ Ｓ计时，用一 个ｃａｓｅ结构完成时间的计算。当采集的电流，＜２０ ｍＡ时为Ｃａｓｅ：Ｆ，ｔ】＝ｉ，中间变量ｔ３＝ｔ４；当，＞２０ ｍＡ 时为Ｃａｓｅ：Ｔ，ｔ ＝ｉ，当次软件启动后有效测试时间为ｔ ＝ｔ：一ｔ ＋ｔ，。在每个马达的“启动”按钮添加一个事 件结构，完成最新的累计时间数据的查询。当单击 “启动”按键时，触发查询时间，查出对应马达的历次 测试总时间ｔ 。如果没有选择“累计时间清零”，累计 测试时间ｔ ＝ｔ ＋ｔ。。否则累计测试时间ｔ ＝ｔ 。子函 数封装在“时间计算．ｖｉ”中。 由于测试过程中会出现无法预知的情况，测试随 时会中断，中断后马达如需继续上电测试，电流到达一 定值后，时间ｔ 继续累计计时。但是每次重新启动后 的马达都要到６０ ｓ之后才会进入报警状态，所以不能 用ｔ 作为报警时间判断，需要重新用一个ｅａｓｅ结构来 计算。当启动＝Ｆ时，ｔ１１＝ｔ ；当启动＝Ｔ时，ｔ ＝ｔ 。 报警判断时间ｔ６：ｔ。２一ｔ 。。当ｔ６＞６０时，开始进入报 警监控状态。 ２．４数据查询模块 上位机软件采用的数据库为ＳＱＬ Ｓｅｖｅｒ ２０１２。马 达所有数据都存人Ｍｏｔｏｒ数据库中。程序通过一个选 项卡来实现历史数据查询、历史曲线查询和历史数据 删除的功能。以历史数据为例说明查询程序的设计。 通过右边“马达编号”“起始时间”“时间长度”“时间 间隔”输入查询条件，单击“查询”按钮，在左边的表格 中显示查询的结果。如果上述３个输入框中的任何一 项为空，则系统给出错误提示。单击“导出数据文件” 按钮，则以Ｅｘｃｅｌ格式导出查询数据。时间的长度和 间隔单位有时、分、秒和天的选择，所以程序中需要用 一个ｅａｓｅ结构将所有的单位换算成秒的单位，然后再 编写查询的ＳＱＬ语句。 本系统ＬａｂＶＩＥＷ采用ＬａｂＳＱＬ工具包与数据库建 立连接。首先在操作系统中建立数据源，然后调用工 具包中的ＡＤＯ Ｏｐｅｎ Ｃｏｎｎ．ｖｉ函数建立与数据库的连 接，然后调用ＡＤＯ ＳＱＬ Ｅｘｅｃｕｔｅ．ｖｉ函数执行相应的 ＳＱＬ查询语句，最后调用ＤＯ Ｃｌｏｓｅ Ｃｏｎｎ．ｖｉ函数关闭 连接 。 ２．５数据分析 测试要求中对测量精度的要求如下： ①电压量程：０～７５ Ｖ，精度１％； ②电流量程：０～５００ ｍＡ，精度±１％； ③功率量程：０～１０ ｗ，精度±２％； ④电源频率：ｌ ｋＨｚ，精度±０．０１％。 ・１１０・ 《测控技术１２０１５年第３４卷第９期 测试数据与马达跑合测试系统所采集的数据做比较， 表１中列举了马达１的实验测试数据，马达供电 电源输出一个标称值，采用日本横河ＷＴ２３０频率计的 得出结论，该马达跑合测试系统测试精度满足要求。 表１马达１实验数据比对表 ３ 结束语 本设计中，基于虚拟仪器软件ＬａｂＶＩＥＷ ２０１２和 ＰＣＩ－６２５９的动压马达跑合监测系统已构建完成。该 的功能，便于测试人员进行管理和查看。 参考文献： ［１］ 赵越，朴仁官，王鹤，等．ＬａｂＶＩＥＷ环境下多路气体检测 系统的设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１３（４）：３７—４０． ［２］ 张宇，黄伟志，郝岩．基于ＬａｂＶＩＥＷ的多功能数据采集系 统的设计与实现［Ｊ］．自动化仪表，２０１３，３４（８）：２４—２６． ［３］郭华安，加玛力汗・库马什，聂盼．基于ＬａｂＶＩＥＷ的电能 质量监测与分析系统设计［Ｊ］．制造业自动化，２０１３，３５ （４）：１０７—１０９． 系统已成功应用于车间测试，使得测试产品的性能分 析过程变得更快捷、准确和高效 。系统优点如下： ①测试过程自动化，操作简单，集多路同步测试、 报警定位监控一体，可以连续不问断多天工作，大大节 约了人力，大幅度提升测试效率； ②提供简洁的执行操作界面，通过软件即可完成 测试参数的设置，实现不同类型的马达产品的测试，通 用型更强，人机交互友好； ③测试精度高，重复性好，智能程度高，对测试数 据还具有判断分析的功能，使得测试人员对产品的质 量有准确的界定； ④具有实时显示、存储功能，对采集的数据存人 数据库中，可以按要求查询，同时具有以报表形式导出 ［４］ 李中立，黄菊花，郭伟春．基于ＬａｂＶＩＥＷ的汽车网络监控 系统研究［Ｊ］．测控技术，２０１３，３２（２）：９３—９６． ［５］ 孙筱，陈梅，张燕．基于ＬａｂＶＩＥＷ的挤塑成型过程温度控 制系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１３（８）：５０—５１，１０１． ［６］ 王政，刘国海，沈跃，等。基于ＬａｂＶＩＥＷ的电能质量监测 系统及其数据存储格式的研究［Ｊ］．电测与仪表，２０１３， ５０（６）：８３—８７． ［７］ 李晓波．基于ＬａｂＶＩＥＷ的汽车水温传感器检测系统［Ｊ］． 仪表技术与传感器，２０１３（１）：５９—６１． 口 （上接第９４页） ［３］Ｄｉｒｉｄｏｌｌｏｕ Ｓ，Ｂｅｒｓｏｎ Ｍ，Ｖａｂｒｅ Ｖ，ｅｔ ａ１．Ａｎ ｉｎ ｖｉｖｏ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｋｉｎ ｕｓｉｎｇ ｕｌｔｒａ— ［８］ Ｓｉｖａｍａｎｉ Ｒ Ｋ，Ｗｕ Ｇ Ｃ，Ｇｉｔｉｓ Ｎ Ｖ，ｅｔ ａ１．Ｔｒｉｂｏｌｏ６ｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｓｋｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ：ｇｅｎｄｅｒ，ａｇｅ，ａｎｄ ｅｔｈｎｉｃｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｌａｒ ｆｏｒｅ— ａｒｎｌ［Ｊ］．Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇ２００３，９（４）：２９９— ３０５． ｓｏｕｎｄ［Ｊ］．Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ＆Ｂｉｏｌｏｇｙ，１９９８，２４（２）： ２１５—２２４． ［９］ 樊鸣鸣，李宏凯，弓娟琴，等．性别和解剖部位对人体皮肤 摩擦性能的影响［Ｊ］．摩擦学学报，２０１０，３０（３）：３１５— ３２０． ［４］Ｄｉｒｉｄｏｌｏｕ Ｓ，Ｐａｔａｔ Ｆ，Ｇｅｎｓ Ｆ，ｅｔ ａ１．Ｉｎ ｖｉｖｏ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅ— ｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｓｋｉｎ ｕｎｄｅｒ ｓｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，６（４）：２１４—２２１． ［１０］ 唐玮，朱华，丁璐颖，等．人体手部皮肤的摩擦特性实验 研究［Ｊ］．摩擦学学报，２００６，２６（５）：４９４—４９７． ［５］ Ｓｉｌｖｅｒ Ｆ Ｈ，Ｆｒｅｅｍａｎ Ｊ Ｗ，Ｄｅｖｏｒｅ Ｄ Ｐ．Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｓｋｉｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｄｅｒｍｉｓ［Ｊ］．Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，７（１）：１８—２３． 李炜，蒋玉石，庞强，等．不同性别人体皮肤摩擦不舒适 度感知功能的研究［Ｊ］．摩擦学学报，２０１２，３２（３）：２２７— ２３２． ［６］Ｃｕａ Ａ Ｂ，Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｋ Ｐ，Ｍａｉｂａｃｈ Ｈ Ｉ．Ｓｋｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｌｉｐｉｄ ａｎｄ ｓｋｉｎ ｆｒｉｃｔｉｏｎ：ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ａｇｅ，ｓｅｘ，ａｎｄ ａｎａｔｏｍｉｃｌａ ｒｅｇｉｏｎ［Ｊ］． Ｓｋｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ，１９９５，８（５）：２４６—２５１． ａ１．Ｏｖｅｒｗｅｉｇｈｔ ｉｓ ａｎ ｉｎｄｅ— ［１２］ Ｚｈｏｕ Ｂ Ｆ，Ｗｕ Ｙ Ｆ，ｒａｎｇ Ｊ，ｅｔｐｅｎｄｅｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌｒ ｄｉａｓｅａｓｅ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｐｏｐｕｌａ— ［７］ Ｅｌｓｎｅｒ Ｐ，Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｄ，Ｍａｉｂａｃｈ Ｈ Ｉ．Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｆｏｒｅａｒｍ ａｎｄ ｖｕｌｖａｒ ｓｋｉｎ：ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａｇｅ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａ— ｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｏｂｅｓｉｔｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ，２００２，３（３）：１４７—１５６． ［１３］ 中国肥胖问题工作组．中国成人超重与肥胖症预防与控 制指南（节录）［Ｊ］．营养学报，２００４，２６（１）：１－４． 口 ｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｒａｎｓｅｐｉｄｅｒｍａｌ ｗａｔｅｒ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ［Ｊ］．Ｄｅｒ— ｍａｔｏｌｏｙ，ｇ１９９０，１８１（２）：８８—９１．
