摘  要： 利用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)研制了基于虛擬儀器的變頻驅(qū)動(dòng)器的功能測(cè)試儀。該測(cè)試儀操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)驅(qū)動(dòng)器功能的檢測(cè)。

　　關(guān)鍵詞： 虛擬儀器；變頻驅(qū)動(dòng)器；功能測(cè)試系統(tǒng)

　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和高性能變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用，對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)器有了更高的功能測(cè)試要求。鑒于虛擬儀器技術(shù)在測(cè)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，本文基于LabVIEW開發(fā)了一款針對(duì)變頻空調(diào)驅(qū)動(dòng)器的功能測(cè)試儀，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)試儀的自動(dòng)化程度低、操作復(fù)雜、不利維護(hù)等不足。

　　1 LabVIEW概述

　　LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制的一個(gè)功能強(qiáng)大的儀器系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，主要應(yīng)用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等領(lǐng)域。經(jīng)過十多年的發(fā)展，LabVIEW已經(jīng)成為一個(gè)具有直觀界面，便于開發(fā)，易于學(xué)習(xí)且具有多種儀器驅(qū)動(dòng)程序和工具的大型儀器開發(fā)工具。它是一種帶有擴(kuò)展庫(kù)函數(shù)的通用程序開發(fā)系統(tǒng)，其庫(kù)函數(shù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB\ VXI儀器和串口儀器控制，數(shù)據(jù)顯示、分析和存儲(chǔ)等，不但能完成一般的數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和輸入輸出功能，還帶有專門的用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的庫(kù)函數(shù)和開發(fā)工具，尤其是帶有專業(yè)的數(shù)學(xué)分析程序包，可以滿足復(fù)雜的工程計(jì)算和分析要求，最大限度地減少了軟件開發(fā)工作量。

　　LabVIEW環(huán)境下開發(fā)的虛擬儀器的最大特點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)需要發(fā)生變化時(shí)，用戶可以根據(jù)具體情況對(duì)功能方框作必要的補(bǔ)充、修改，或者對(duì)框圖程序的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而很快適應(yīng)變化的需要。因此，虛擬儀器技術(shù)已成為當(dāng)今測(cè)控領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已將虛擬儀器技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天、通訊、生物醫(yī)學(xué)、地球物理、電子、機(jī)械等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)對(duì)虛擬儀器的研究與應(yīng)用也取得了許多成果，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品性能測(cè)試、設(shè)備故障診斷和生產(chǎn)過程控制等方面。

　　2 基于LabVIEW的變頻驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

　　LabVIEW環(huán)境下，PC控制程控電源為驅(qū)動(dòng)器供電并完成對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制，利用繼電器板通過驅(qū)動(dòng)器測(cè)試點(diǎn)，結(jié)合示波器、數(shù)字萬用表，將所要采集的數(shù)據(jù)反饋給PC，采集的數(shù)據(jù)由上位機(jī)作判斷，完成所有的功能測(cè)試，保存并更新數(shù)據(jù)，完成測(cè)試任務(wù)。

　　以下分別從軟、硬件兩個(gè)方面介紹自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

　　2.1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖

　　功能測(cè)試系統(tǒng)示意圖如圖1所示，Driver為被測(cè)的某品牌變頻驅(qū)動(dòng)器模塊板；Compressor為艾默生某型號(hào)壓縮機(jī)，用于測(cè)試系統(tǒng)所帶負(fù)載；PPS（Programmable Power Supply）為安捷倫某一型號(hào)程控電源，為測(cè)試系統(tǒng)提供電源；Scope為TEK某一型號(hào)示波器，用于采集驅(qū)動(dòng)器時(shí)鐘信號(hào)、電壓、電流波形；Multimeter為安捷倫某一型號(hào)數(shù)字萬用表，和繼電器板一起完成驅(qū)動(dòng)器電壓、電流、電阻及溫度等數(shù)據(jù)采集任務(wù)；Relay為研華某一型號(hào)繼電器板，和數(shù)字萬用表一起完成驅(qū)動(dòng)器電壓、電流、電阻及溫度等數(shù)據(jù)采集任務(wù)；PC為華碩某型號(hào)筆記本，用于測(cè)試系統(tǒng)上位機(jī)軟件的編寫與儀器儀表的遠(yuǎn)程控制。

　　2.2 功能測(cè)試系統(tǒng)程序流程圖

　　功能測(cè)試系統(tǒng)程序流程圖如圖2所示。LabVIEW環(huán)境下，利用其多線程并行運(yùn)行的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)、急停處理與測(cè)試主程序的并行運(yùn)行，完成了功能測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新與顯示。

　　2.3 與LabVIEW相關(guān)的幾類串口通信

　　2.3.1 與Relay的通信

　　繼電器控制程序如圖3所示。由程序框圖可知，在LabVIEW中用“調(diào)用庫(kù)函數(shù)DLL”封裝PCI8407板卡與RELAY進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的各種控制。

　　2.3.2 與驅(qū)動(dòng)器、示波器、PPS的通信

　　LabVIEW環(huán)境下與驅(qū)動(dòng)器、示波器、PPS的通信都是基本的串口通信，分為以下幾個(gè)步驟：

　　（1）對(duì)串口的初始化：就是對(duì)從機(jī)號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)的配置；

　?。?）串口的讀寫操作：寫入相關(guān)的指令即可完成對(duì)應(yīng)的控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制；

　?。?）串口的關(guān)閉：串口通信完成，需要將其關(guān)閉，釋放資源。

　　如圖4所示，本系統(tǒng)將在LabVIEW中采用基本的串口通訊函數(shù)庫(kù)VISA，實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)器、示波器以及PPS的通信。

　　2.4 測(cè)試主界面、測(cè)試結(jié)果及測(cè)試數(shù)據(jù)的保存

　　功能測(cè)試系統(tǒng)界面如圖5所示，本系統(tǒng)將LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系完成對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新與保存。首先，在Access中新建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，要建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系；最后，利用LabVIEW中數(shù)據(jù)庫(kù)工具包實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)分析、處理及存儲(chǔ)。功能測(cè)試數(shù)據(jù)處理程序框圖如圖6所示。

　　LabVIEW是一種功能強(qiáng)大且易學(xué)易用、操作簡(jiǎn)單的測(cè)試編程軟件，利用它開發(fā)的性能測(cè)試平臺(tái)不僅操作簡(jiǎn)單，而且自動(dòng)化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)改善傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)有著極大的現(xiàn)實(shí)意義與重要的價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 楊樂平，李海濤，肖凱，等.虛擬儀器技術(shù)概論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

　　[2] 宋文楠，劉寶仁.電力系統(tǒng)諧波分析[M].北京：水利水電出版社，1995.

　　[3] 姜志玲.基于LabVIEW的虛擬電力諧波測(cè)試儀[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（5-1）：160-162.

　　[4] 鄧焱，王磊.LabVIEW7.1測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

　　[5] 普亞松，遲毅林.基于LabVIEW虛擬儀器技術(shù)在諧波分析的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2005（18）：19，22.

　　[6] 劉光.C++Builder數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

　　[7] 賴根等.遠(yuǎn)程協(xié)作測(cè)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2005（1）：19-21.

　　[8] 呂向鋒，高洪林，馬亮，等.基于LabVIEW串口通信的研究[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，