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電子器械對(duì)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(zhǎng)驅(qū)直入儀器領(lǐng)域,和儀器技術(shù)結(jié)合起來(lái),能夠通過(guò)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(cè)量的數(shù)據(jù)輸送到Intranet已經(jīng)成了必然趨勢(shì),IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,實(shí)現(xiàn)的是不可靠,無(wú)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(chǎng)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(lái)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(chǎng)智能儀器(主要是傳感器)的ROM中,使信號(hào)的收發(fā)都以TCP/IP方式進(jìn)行。二是測(cè)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(chǎng)總線(xiàn)。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(cè)控網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)已Internet互聯(lián),實(shí)現(xiàn)測(cè)控網(wǎng)和信息網(wǎng)的統(tǒng)一,建立測(cè)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(kāi)放性的總網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器對(duì)變頻器系統(tǒng)的測(cè)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(cè)量得全過(guò)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(cè)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(cè)量信息,可以應(yīng)用于組建工廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)變頻器的在線(xiàn)的遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制。
儀器的軟件由用戶(hù)自己開(kāi)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(cè)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),F(xiàn)在最為流行的編程軟件就是由美國(guó)VI公司開(kāi)發(fā)的LabVIEW,是面向?qū)ο蟮目梢暬幊汰h(huán)境,它是目前國(guó)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(lèi)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(shì),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(guó)內(nèi)外還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的針對(duì)基于Intranet的關(guān)于變頻器的監(jiān)測(cè)技術(shù)方面的研究,通過(guò)此課題就可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)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(duì)通用變頻器的關(guān)鍵功能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,以確保新的變頻器的質(zhì)量和功能,然后對(duì)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(cè),對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,這樣就可以監(jiān)測(cè)變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,并且把所有監(jiān)測(cè)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(zhuān)家就可以通過(guò)Internet或者Intranet對(duì)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(duì)于變頻器的整體的關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,一是額定負(fù)載特性測(cè)試:在額定的負(fù)載下來(lái)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(cè)試:變頻器的過(guò)流,過(guò)熱,接地,和短路等破壞性的測(cè)試。其次是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng),系統(tǒng)分為四層:被測(cè)設(shè)備層,直接關(guān)聯(lián)被測(cè)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(hù)和現(xiàn)場(chǎng)儀器提供遠(yuǎn)程通信渠道;客戶(hù)層,供用戶(hù)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(cè)試技術(shù)進(jìn)行有關(guān)的狀態(tài)檢測(cè),采用基于Web的遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行測(cè)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(xiàn)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)洌瑥亩址奖愕慕M建測(cè)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(fǎng)問(wèn),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(cè)試系統(tǒng)的通訊標(biāo)準(zhǔn),以開(kāi)放的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)作為系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)構(gòu),真正的實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和開(kāi)放。在監(jiān)測(cè)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)剿暗娜魏晤I(lǐng)域,使網(wǎng)絡(luò)實(shí)實(shí)在在的介入了現(xiàn)代測(cè)量的全過(guò)程。在依托于互聯(lián)網(wǎng)的測(cè)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(wú)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(duì)于變頻器的整體的測(cè)量分為以下幾個(gè)部分:(1)對(duì)于輸入電壓,電流,功率的檢測(cè):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(cè)得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)RS-232串通通訊送至PC機(jī)。對(duì)于輸出電壓,電流,功率的檢測(cè):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(guò)壓測(cè)試:采用變壓器變壓輸送復(fù)合要求的電壓即可。過(guò)流測(cè)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(guò)150%額定電流,實(shí)現(xiàn)過(guò)流檢測(cè)。對(duì)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(cè)試:采用“雙電機(jī)加載法”,兩電機(jī)機(jī)械連接,測(cè)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(guò)在虛擬儀器里加入E-mail功能,可以實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)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(lái)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(wèn)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(cè)試系統(tǒng)的各種功能,能夠順利的采集到各種信號(hào),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(cè)試時(shí)采用串口傳輸,監(jiān)測(cè)試采用基于TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行。對(duì)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(cè)控領(lǐng)域的通過(guò)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(guò)對(duì)TCP/IP的優(yōu)化和管理,簡(jiǎn)化了Internet通信方式,通過(guò)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(jiǎn)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(wèn)題。
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