摘要： 運(yùn)用 Labview 和 PLC 相結(jié)合技術(shù)，對(duì)變頻器的調(diào)試、檢測(cè)、老化過程中所需數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)觀察、監(jiān)控等。其系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好，可靠性高，低成本和高功能等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 虛擬儀器、 PLC 、 在線監(jiān)控、 在線控制 Designing of Converter’s Parameters Measurement System Using Labview Hu Hunquan 1 Zhang Qingfan 1 Ma Yunsheng 2 Kang Hongxia 2 （1. Shandong University Shool of Control Science and Engineering 250061 2. Shandong Xingfengguang Electrnic Develops Co. , LTD 272500） Abstract: This system uses the virtual instrument and PLC technique to monitor and control innvert in the course of its adjustment 、 checking and so on. It has the good real-time feature 、 high reliability 、 low cost and multiple function and go on Keywords: Virtual Instrument PLC On-line monitoring On-line Control 1.引言 變頻調(diào)速器越來越被國(guó)人所關(guān)注，國(guó)內(nèi)呈現(xiàn)百花齊放的局面。在變頻器出廠前應(yīng)該進(jìn)行調(diào)試、檢測(cè)及老化試驗(yàn)等。如用萬用表，示波器等顯得多而亂。山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司基于 NI 公司虛擬儀器的優(yōu)越性，改造了試驗(yàn)站調(diào)試檢測(cè)系統(tǒng)，這樣一來，使其對(duì)變頻器的調(diào)試，檢測(cè)簡(jiǎn)便而易于控制，在同行業(yè)變頻器調(diào)試檢測(cè)技術(shù)遙遙領(lǐng)先，并進(jìn)一步保證了公司的質(zhì)量方針“ 保持產(chǎn)品出廠合格率 100%”。 • 系統(tǒng)構(gòu)成及原理 針對(duì)山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司的產(chǎn)品電壓等級(jí)多，有 380V 、 660V 、 1140V 、 2300V 及 6000V 、 10000V 等，變頻器功率跨度大，從幾個(gè)千瓦到幾千個(gè)千瓦，這樣一來，輸入電流的跨度也非常大，從幾十安培到幾百安培，系統(tǒng)必須運(yùn)用 PLC 進(jìn)行相應(yīng)的電壓、電流檔位轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)構(gòu)成主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，如圖（ 1 ）所示： [ALIGN=CENTER] 圖（ 1 ）系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖[/ALIGN] • 工控機(jī)：人機(jī)接口，實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)所需要的波形數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行故障報(bào)警，提示等，并將各種曲線的實(shí)時(shí)行狀顯示在屏幕上。 • 數(shù)據(jù)采集：采用 NI 公司的 PCI-6023E 數(shù)據(jù)采集卡，運(yùn)用模擬輸入通道和 DIO 通道向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)。 • 數(shù)據(jù)調(diào)理：由于 NI 公司所需輸入數(shù)據(jù)具有一定的范圍限制，所以必須對(duì)所顯示控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，針對(duì)公司的電壓等級(jí)多，電流跨度大的特點(diǎn)。對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)理分為兩部分：一部分為隔離濾波板，另一部分是電壓電流適當(dāng)?shù)牟杉{(diào)理。 • 電壓電流轉(zhuǎn)換：運(yùn)用西門子公司生產(chǎn)的 S7-200 型 PLC 簡(jiǎn)單易于編程，容易控制等特點(diǎn)，來實(shí)時(shí)控制不同電壓等級(jí)的主電路切換，這部分電路較復(fù)雜且必須保證互鎖。 • 基于 Labview 的實(shí)現(xiàn) 按照上述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其控制規(guī)律，可以用 Labview 和 PLC 相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。以下就系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行說明并繪出實(shí)現(xiàn)的圖形語(yǔ)言。 3.1 Labview 技術(shù)簡(jiǎn)介 Labview 是基于 G 語(yǔ)言的圖形儀開發(fā)平臺(tái)，其可視性好，直觀，編程簡(jiǎn)單易于控制。 （ 1 ）流程圖式的開發(fā)環(huán)境： Labview 程序由用戶界面 + 圖標(biāo)代碼組成。用戶界面以工程技術(shù)人員所熟悉的儀器、儀表面板元素如按鈕、表頭、圖表等作為基本組件，用戶還可以定制控制對(duì)象，構(gòu)建自己的面向具體領(lǐng)域的圖庫(kù)，圖標(biāo)代碼，這樣程序簡(jiǎn)潔直觀且易于修改。 （ 2 ）豐富的分析工具： Labview 提供大量的數(shù)據(jù)分析包，包括概率統(tǒng)計(jì)分析、濾波分析、 FFT 分析、頻譜分析、波形修整、超限檢測(cè)、波形操作等等。 （ 3 ）開放的系統(tǒng)互連及廣泛的硬件與通信支撐，具有 DDL 和 CIN 接口，可以與多種 DAQ 卡直接連接等。 Labview 完全采用圖形儀的編程方式，它通過虛擬儀器（ VI ）來進(jìn)行分層和模塊化，其整個(gè)系統(tǒng)是一臺(tái)虛擬儀器。 3.2 數(shù)據(jù)采集和分析設(shè)計(jì)流程 本系統(tǒng)基于 Labview 數(shù)據(jù)采集和設(shè)計(jì)分析的基本流程圖如圖（ 2 ）所示。 [ALIGN=CENTER] 圖（ 2 ）系統(tǒng)基本流程圖 [/ALIGN] 可以按照以下幾個(gè)步驟完成測(cè)試數(shù)據(jù)的采集和分析： （ 1 ）信號(hào)采集和實(shí)時(shí)顯示 （ 2 ）采集數(shù)據(jù)保存 （ 3 ）測(cè)試信號(hào)譜分析 3.3 數(shù)據(jù)采集和分析處理各個(gè)環(huán)節(jié)剖析 下面介紹上面 3 個(gè)步驟在 Labview 中的實(shí)現(xiàn)，前兩個(gè)步驟的前面板如圖 3 所示。 [ALIGN=CENTER] 圖 3 前面板顯示[/ALIGN] • 信號(hào)采集和實(shí)時(shí)顯示 這部分的程序后面板如圖 4 所示 首先通過模擬輸入 VI ，采用傳統(tǒng)的 VI 模塊，設(shè)定 Device Number ，通道號(hào)，采樣頻率等，供采樣的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在示波器中 [ALIGN=CENTER] 圖 4 采集和顯示 后面板程序[/ALIGN] • 采集數(shù)據(jù)保存 這部分的程序后面板如圖（ 5 ）所示。首先根據(jù)客戶選擇的存儲(chǔ)路徑，將其存為一個(gè)電子表的文件— file.xls 。這樣可以用 Microsoft Excel 打開，并可以選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行打印保存等。 [ALIGN=CENTER] 圖 5 采集數(shù)據(jù) 后面板程序[/ALIGN] • 測(cè)試信號(hào)譜分析 此系統(tǒng)具有多種測(cè)試信號(hào)，如輸入電流，輸出電流，輸入電壓，輸出電壓，輸入輸出功率等參數(shù)，可進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試信號(hào)的譜分析，對(duì)于這部分，根據(jù)不同的測(cè)試要求可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)編程。 4.結(jié)束語(yǔ) 系統(tǒng)改造完成后，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行使用。結(jié)果表明，程序能很好的進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，顯示，計(jì)算，存儲(chǔ)等功能，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，給現(xiàn)場(chǎng)工作人員以直觀容易操作提供了方便，使公司的實(shí)驗(yàn)技術(shù)更合理，更先進(jìn)了。 參考文獻(xiàn)： 1. 鄧炎，王磊編， Labview7.1 測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2004 2. 成永紅，電力設(shè)備測(cè)量—傳感與測(cè)控技術(shù) 北京：中國(guó)電力出版社 ， 2002 3. SIEMENS S7 — 200 可編程控制器， SIEMENS 公司 作者簡(jiǎn)介： 胡順全（ 1976- ） 男， 山東大學(xué)在讀碩士，研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)與電力傳動(dòng) 張慶范 （1949- ） 男， 博士生導(dǎo)師，山東大學(xué)電力電子研究所所長(zhǎng)，電力電子技術(shù)編委會(huì)委員，研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)的理論與運(yùn)用，電力電子中的安全科學(xué)等 馬云生 男， 工程師，致力于電力電子，電氣傳動(dòng)與控制的研究，現(xiàn)任山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司品質(zhì)部部長(zhǎng)。 康洪霞 女，工程師，致力于電力電子，電氣傳動(dòng)與控制的研究，現(xiàn)任職于山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司技術(shù)部。 作者聯(lián)系方式： 胡順全： 13153764218 0537-7237190 通訊地址： 山東省汶上縣廣場(chǎng)路2號(hào)山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司研發(fā)部 郵政編碼： 272500