电动机性能虚拟仪器测试系统设计与实现

Author(s):
周 毅 - 华中科技大学电子科学与技术系
赵 毅 - 美国国家仪器有限公司上海分公司
邵 晖 - 上海聚星仪器有限公司

Industry:
Transportation

Products:
Data Acquisition, Modular Instruments, Real-Time, Signal Conditioning, Distributed I/O, Software

The Challenge:
近年来，随着计算机技术的飞速发展，电动机计算机辅助测试（CAT）系统在电机行业得到了普及[1]。基于计算机的电机性能测试也逐步取代传统的手动操作式电机检测，并向着自动化智能化的方向发展。然而，基于传统开发平台的电动机自动测试系统，往往面临开发周期长，成本高，兼容性和扩展性弱的不足，从而也阻碍了电动机自动测试系统的广泛应用。

The Solution:
现代虚拟仪器技术的引入，通过虚拟仪器应用软件将计算机与标准化虚拟仪器硬件结合起来，从而实现传统仪器功能的软件化与模块化，以达到自动测试与分析的目的。利用虚拟仪器技术用户可以通过图形化的编程环境和操作界面，轻松完成对待测对象的信号调理，过程控制，数据采集、分析、显示和存储，故障诊断以及网络通信等功能，大大缩短了系统开发周期；同时由于采用了标准化的虚拟仪器软硬件，测试系统的兼容性和扩展性也得到了很大程度的增强；除此以外，虚拟仪器技术的灵活性强和可重用度高，可以使用户的测试系统规模最小化，且易于升级和维护，用户甚至可以使用现有硬件组成另一套测试系统，从而减少不必要的重复投资，降低系统的开发成本。

简介

将现代虚拟仪器技术应用于电动机性能测试领域，充分发挥了虚拟仪器技术开发效率高、灵活性兼容性强和可重用度高的特点，设计与实现了多路并行电动机的在线测试，并使用PID控制算法控制定标参量，最后通过TCP/IP协议实现了测试数据的远程共享和用户对测试系统的远程操控。
本电动机性能虚拟仪器测试系统采用的是美国国家仪器公司（National Instruments，NI）的LabVIEW和LabVIEW RT虚拟仪器软件平台，以及配套的NI PCI数据采集板卡、NI SCXI信号调理设备和NI compact FieldPoint（cFP）分布式I/O实时系统硬件。实现了多路电动工具性能的并行测试；并可根据用户设置，自动完成负载、扭矩、转速、功率以及机体温度的实时监控；最后通过TCP/IP协议实现了测试数据的远程共享，和用户对测试系统的远程操控。该系统具有开发周期短、使用效率高以及成本低廉的特点，同时具有很强的系统可扩展性和可重用性，具有很强的应用价值。

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周 毅
华中科技大学电子科学与技术系

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