基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統

李杰峰 鄭建紅 唐山職業技術學院

變頻器主要應用于各種調速傳動裝置中，以進行生產機械的變頻調速控制，通過滿足其生產要求，從而促進整個機械生產能力和水平的創新提升。由于變頻器進行傳動調速的應用范圍較廣，且精度與效率、功率因數等都比較高，具有較好的可靠性，與其他設備連接較為方便，操作簡單等，因此，采用變頻器進行傳動調速能夠有效降低其生產成本，促進生產效益提升。值得注意的是，變頻器在傳動調速應用中，為確保其性能優勢的充分發揮需要對其開展相應的性能檢查與測試，其中以變頻器的電氣性能與機械性能測試為主，而變頻器測試系統就是針對變頻器性能進行測試檢驗的重要系統結構。下文將結合變頻器測試系統的檢測應用現狀，提出一種基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統設計方案，并對其具體設計和實現進行研究。

一、變頻器測試系統及其現狀分析

變頻器測試系統主要用于變頻器性能檢查和測試，從而對其在生產機械變頻調速應用的可靠性以及有關性能作用進行保障。變頻器測試以其電氣性能和機械性能為主，變頻器測試系統的早期設計是利用模擬表以及數字表針對系統運行的各種參量進行測試記錄，然后通過人工參數計算與曲線繪制等方式，在獲取相應的特性曲線與特征參數后，實現變頻器性能評價，并為其相關措施制定提供參考。值得注意的是，這種測試系統運行方式在實際測試中，會因人為讀取數據以及數據處理等情況影響，導致測試結果誤差發生，同時增加測試的周期，造成測試質量和效率低下。針對這種情況，本文提出一種基于網絡化虛擬儀器與現代檢測技術的變頻器測試系統設計方案，在對傳統變頻器測試系統測試應用局限性克服基礎上，利用計算機與網絡的自動化數據計算、儀器設備硬件測量、控制等功能，對變頻器性能測試的質量和效果進行改進提升，以達到較好的測試運行目的。

二、基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統

(一)網絡化虛擬儀器

網絡化虛擬儀器是在網絡化測控技術與虛擬儀器技術基礎上實現的，它是利用網絡技術實現虛擬儀器在計算機網絡的接入實現，從而形成網絡化虛擬儀器系統。網絡化虛擬儀器包含硬件與軟件兩個部分，其中，硬件組成包含計算機以及I/O接口設備等，網絡化虛擬儀器在計算機網絡的總線設計包含串行與并行接口連接以及PC總線與插卡連接、GPIB總線、VXI總線、PXI總線、現場總線、以太網+TCP/IP總線等不同類型，其中，以太網+TCP/IP總線方式在網絡化虛擬儀器系統中設計應用最為廣泛，并且其經濟性效益最為顯著。網絡化虛擬儀器的軟件部分一般由用戶自己進行開發設計，主要包含應用程序和I/O接口儀器驅動程序兩個部分，其中，以VI公司開發的LabVIEW軟件最為盛行，它是一種面向對象的可視化編程軟件，也是當前國際領域的唯一編譯型圖形化軟件。

(二)網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統分析

針對上述對變頻器測試系統及網絡化虛擬儀器的分析，在進行基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統設計中，其主要目的是通過該系統設計實現對變頻器的關鍵功能參數測試，以對其質量和功能進行評價判斷，同時通過對變頻器運行狀態的關鍵參數電壓以及電流、速度等監測，在對監測數據分析基礎上，實現變頻器運轉情況判斷，并將監測分析數據向網絡傳輸以實現數據共享，從而針對變頻器設備狀態進行控制及管理建議提供，以促進其自動化水平提升，同時確保變頻器設備運行的可靠性。其中，該網絡化虛擬儀器變頻器測試系統的設計，主要包含四個結構層，即被測設備層、儀器層以及網絡通信層、客戶層。被測設備層主要對被測設備進行直接關聯；而儀器層負責為整個系統進行分布式的儀器資源提供；網絡通信層是以為終端用戶以及現場儀器進行遠程通信通道提供為主；客戶層則能夠為用戶提供數據瀏覽以及遠程儀器控制功能。在該系統設計中，還采用了多參量多通道測試技術實現變頻器狀態監測滿足，并利用Web遠程傳感器功能進行測量實現，在具有較高的可靠性以及成本效益的網關、路由器、中繼器、網絡接口芯片等網絡連接裝置支持下，在網絡資源與企業內部網絡環境下實現系統構建與測試應用。

值得注意的是，上述基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統中，其采用以太網進行儀器以及儀器與計算機之間的網絡通信媒介，能夠突破儀器接入的網絡布局影響，使其作為網絡的節點與計算機相互獨立，并且能夠在以太網的任意一點進行自由接入和訪問實現，同時在網絡通信鏈接中也是以以太網形式進行連接，能夠真正實現網絡連接標準的統一，并滿足其開放性需求。根據上述系統設計，其在進行變頻器測試應用中，主要針對變頻器的輸入和輸出電壓、電流、功率進行檢測，同時對變頻器過壓、過流和額定加載情況進行檢測，在上述檢測基礎上，還能夠通過E-mail報警功能，針對檢測參數異常情況以最快速度進行通知報警，從而促進基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統安全性與可靠性提升。

三、結束語

總之，對基于網絡化虛擬儀器的變頻器測試系統及其設計實現進行研究，有利于促進其在實際中推廣應用，從而實現變頻器性能的有效監測，對設備運行質量及效果進行保障。