摘  要： 利用LabVIEW開發(fā)平臺研制了基于虛擬儀器的變頻驅(qū)動器的功能測試儀。該測試儀操作簡單，自動化程度高，抗干擾能力強，實現(xiàn)了對驅(qū)動器功能的檢測。

　　關鍵詞： 虛擬儀器；變頻驅(qū)動器；功能測試系統(tǒng)

　　隨著電力電子技術的發(fā)展和高性能變頻驅(qū)動技術的深入研究和廣泛應用，對變頻驅(qū)動器有了更高的功能測試要求。鑒于虛擬儀器技術在測控領域的廣泛應用，本文基于LabVIEW開發(fā)了一款針對變頻空調(diào)驅(qū)動器的功能測試儀，大大彌補了傳統(tǒng)測試儀的自動化程度低、操作復雜、不利維護等不足。

　　1 LabVIEW概述

　　LabVIEW是美國國家儀器（NI）公司研制的一個功能強大的儀器系統(tǒng)開發(fā)平臺，主要應用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等領域。經(jīng)過十多年的發(fā)展，LabVIEW已經(jīng)成為一個具有直觀界面，便于開發(fā)，易于學習且具有多種儀器驅(qū)動程序和工具的大型儀器開發(fā)工具。它是一種帶有擴展庫函數(shù)的通用程序開發(fā)系統(tǒng)，其庫函數(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、分析和存儲等，不但能完成一般的數(shù)學運算、邏輯運算和輸入輸出功能，還帶有專門的用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的庫函數(shù)和開發(fā)工具，尤其是帶有專業(yè)的數(shù)學分析程序包，可以滿足復雜的工程計算和分析要求，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是當系統(tǒng)需要發(fā)生變化時，用戶可以根據(jù)具體情況對功能方框作必要的補充、修改，或者對框圖程序的軟件結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，從而很快適應變化的需要。因此，虛擬儀器技術已成為當今測控領域的研究熱點。工業(yè)發(fā)達國家已將虛擬儀器技術廣泛應用于航天、通訊、生物醫(yī)學、地球物理、電子、機械等領域。國內(nèi)對虛擬儀器的研究與應用也取得了許多成果，廣泛應用于產(chǎn)品性能測試、設備故障診斷和生產(chǎn)過程控制等方面。

　　2 基于LabVIEW的變頻驅(qū)動器自動測試系統(tǒng)

　　LabVIEW環(huán)境下，PC控制程控電源為驅(qū)動器供電并完成對驅(qū)動器的控制，利用繼電器板通過驅(qū)動器測試點，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)由上位機作判斷，完成所有的功能測試，保存并更新數(shù)據(jù)，完成測試任務。

　　以下分別從軟、硬件兩個方面介紹自動測試系統(tǒng)的實現(xiàn)。

　　2.1 自動測試系統(tǒng)框圖

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

　　2.2 功能測試系統(tǒng)程序流程圖

　　功能測試系統(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行的特點，實現(xiàn)了計時、急停處理與測試主程序的并行運行，完成了功能測試系統(tǒng)的實時更新與顯示。

　　2.3 與LabVIEW相關的幾類串口通信

　　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)用庫函數(shù)DLL”封裝PCI8407板卡與RELAY進行通信，實現(xiàn)對繼電器的各種控制。

　　2.3.2 與驅(qū)動器、示波器、PPS的通信

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

　　（1）對串口的初始化：就是對從機號、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗的配置；

　?。?）串口的讀寫操作：寫入相關的指令即可完成對應的控制，以實現(xiàn)對儀器的控制；

　?。?）串口的關閉：串口通信完成，需要將其關閉，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VISA，實現(xiàn)與驅(qū)動器、示波器以及PPS的通信。

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

　　功能測試系統(tǒng)界面如圖5所示，本系統(tǒng)將LabVIEW與數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系完成對測試數(shù)據(jù)的實時更新與保存。首先，在Access中新建一個數(shù)據(jù)庫；其次，要建立與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系；最后，利用LabVIEW中數(shù)據(jù)庫工具包實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析、處理及存儲。功能測試數(shù)據(jù)處理程序框圖如圖6所示。

　　LabVIEW是一種功能強大且易學易用、操作簡單的測試編程軟件，利用它開發(fā)的性能測試平臺不僅操作簡單，而且自動化程度高，抗干擾能力強，對改善傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)有著極大的現(xiàn)實意義與重要的價值。

　　參考文獻

　　[1] 楊樂平，李海濤，肖凱，等.虛擬儀器技術概論[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的虛擬電力諧波測試儀[J].微計算機信息，2006，22（5-1）：160-162.

　　[4] 鄧焱，王磊.LabVIEW7.1測試技術與儀器應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

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

　　[6] 劉光.C++Builder數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計與開發(fā)[M].北京：清華大學出版社，2003.

　　[7] 賴根等.遠程協(xié)作測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].微計算機信息，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].國外電子測量技術，