基于PXI控制器的(de)電(dian)梯曳引機(ji)檢(jian)測方(fang)案，既能提高系統的(de)自動化程度(du)，又能充分利(li)用計算機(ji)的(de)運(yun)算、處理(li)、儲存(cun)優勢，解決人工管理(li)繁雜(za)問(wen)題。給電(dian)梯曳引機(ji)檢(jian)測工作帶(dai)來極大的(de)擴展性，降低了測試成本。

測試系統結構

從整體功(gong)能(neng)上可將測(ce)試系統分為測(ce)量系統和(he)控制系統2部分。測(ce)試系統的(de)結構組成如(ru)圖(tu)

測(ce)量(liang)系統(tong)以(yi)(yi)虛擬儀(yi)器(qi)技(ji)術為核心，由PXI控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)、采集(ji)卡和互感器(qi)組成(cheng)(cheng)，主要(yao)完(wan)成(cheng)(cheng)測(ce)試過(guo)(guo)程的(de)信號測(ce)量(liang)、數(shu)(shu)據處理等功(gong)能(neng)；控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)由PLC、負(fu)載(zai)(zai)試驗(yan)臺(tai)子(zi)(zi)模(mo)塊、脈(mo)動(dong)(dong)試驗(yan)臺(tai)子(zi)(zi)模(mo)塊以(yi)(yi)及擴展(zhan)子(zi)(zi)模(mo)塊組成(cheng)(cheng)，主要(yao)完(wan)成(cheng)(cheng)設(she)備狀態監(jian)(jian)視、設(she)備控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等功(gong)能(neng)。負(fu)載(zai)(zai)試驗(yan)臺(tai)子(zi)(zi)模(mo)塊完(wan)成(cheng)(cheng)曳引機的(de)空載(zai)(zai)、負(fu)載(zai)(zai)、過(guo)(guo)負(fu)載(zai)(zai)、溫(wen)升、失步(bu)檢測(ce)；脈(mo)動(dong)(dong)試驗(yan)臺(tai)子(zi)(zi)模(mo)塊完(wan)成(cheng)(cheng)曳引機的(de)反電動(dong)(dong)勢諧波分(fen)析、脈(mo)動(dong)(dong)力矩分(fen)析、制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)器(qi)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)性能(neng)檢測(ce)；當上(shang)述兩個(ge)(ge)(ge)子(zi)(zi)模(mo)塊不能(neng)滿足測(ce)試需求(qiu)時(shi)，可(ke)開發一個(ge)(ge)(ge)或多(duo)個(ge)(ge)(ge)新的(de)測(ce)試子(zi)(zi)模(mo)塊，添加到擴展(zhan)子(zi)(zi)模(mo)塊。測(ce)試系統(tong)以(yi)(yi)PXI控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)作(zuo)為上(shang)位機，上(shang)位機通(tong)過(guo)(guo)OPC通(tong)訊完(wan)成(cheng)(cheng)對PLC的(de)監(jian)(jian)視和控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。由PLC控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)測(ce)試子(zi)(zi)模(mo)塊對被測(ce)曳引機進行測(ce)試，測(ce)試數(shu)(shu)據由傳感器(qi)送到采集(ji)卡，采集(ji)卡通(tong)過(guo)(guo)PXI總線將(jiang)數(shu)(shu)據傳給上(shang)位機，上(shang)位機完(wan)成(cheng)(cheng)數(shu)(shu)據處理和存儲，并自動(dong)(dong)生成(cheng)(cheng)實驗(yan)報告。

測試系統的硬件設計

根據測(ce)試系(xi)統結構，分別設計各(ge)個部分的(de)硬(ying)件，設計的(de)硬(ying)件滿(man)足5kW~45kW曳引機的(de)測(ce)試要求。

上位機硬件設計

系統(tong)上位(wei)機(ji)采(cai)用PXI總線(xian)，并引用PXI嵌(qian)入(ru)(ru)式控制器(qi)(qi)(qi)和(he)PXI測(ce)(ce)量設備。硬件(jian)采(cai)用基于PXI總線(xian)功能(neng)強大的(de)模塊化虛擬儀器(qi)(qi)(qi)，充分發(fa)揮了PXI總線(xian)的(de)優勢。本文采(cai)用凌華的(de)PXI．3950控制器(qi)(qi)(qi)和(he)PXIS。2508機(ji)箱(xiang)。PXI-3950是專為(wei)PXI平臺混合測(ce)(ce)試系統(tong)而設計(ji)研發(fa)的(de)PxIT嵌(qian)入(ru)(ru)式控制器(qi)(qi)(qi)，采(cai)用Intel~Pentium~M或Intel~CoreTM2Duo處理器(qi)(qi)(qi)，能(neng)夠為(wei)各種測(ce)(ce)試和(he)測(ce)(ce)量應(ying)用提供穩固的(de)操作環境；PXIS．2508機(ji)箱(xiang)可以兼容(rong)PXI和(he)CompactPCI規范，提供1個系統(tong)槽(cao)和(he)7個外設槽(cao)來滿足系統(tong)隨時擴(kuo)展的(de)測(ce)(ce)試需求。

數據采集硬件設計

對于不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)信號(hao)需(xu)要使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)性(xing)能的(de)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)，基于曳引機測(ce)試(shi)的(de)信號(hao)需(xu)求(qiu)(qiu)，選(xuan)取凌(ling)華(hua)PXI．2022采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)。采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)提(ti)供了(le)8／16通(tong)道(dao)差分輸(shu)入，16位A／D轉換器(qi)，采(cai)(cai)樣速率可(ke)達250kHz，可(ke)滿足(zu)測(ce)試(shi)系(xi)統(tong)模擬量采(cai)(cai)集(ji)(ji)需(xu)求(qiu)(qiu)；采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)提(ti)供2通(tong)道(dao)32位計數器(qi)可(ke)滿足(zu)測(ce)試(shi)系(xi)統(tong)脈沖信號(hao)采(cai)(cai)集(ji)(ji)需(xu)求(qiu)(qiu)。在多(duo)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)，可(ke)通(tong)過PXI總線觸發實現(xian)多(duo)卡(ka)(ka)同(tong)步采(cai)(cai)集(ji)(ji)，使(shi)系(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)極具靈活性(xing)。凌(ling)華(hua)還提(ti)供了(le)32位LabVⅢW驅(qu)動程序，將PXI數據采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)與LabVIEW軟件開發平臺結合(he)在一起。

負載試驗臺子模塊硬件設計

負(fu)載試(shi)驗臺硬件(jian)為交直(zhi)流電(dian)機對拖系統，結構如(ru)圖

一(yi)般曳(ye)引機(ji)額定轉(zhuan)速(su)都(dou)小于255r／min，若要通(tong)過(guo)高(gao)轉(zhuan)速(su)的直流(liu)機(ji)模擬負載(zai)，必須為對拖(tuo)系(xi)統(tong)配置變(bian)速(su)箱。被測曳(ye)引機(ji)通(tong)過(guo)矢量控制型變(bian)頻器驅(qu)動，直流(liu)電機(ji)通(tong)過(guo)四象限運(yun)行(xing)的直流(liu)驅(qu)動器驅(qu)動。

負(fu)(fu)載(zai)(zai)(zai)試驗臺工作原理：試驗中直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)為被測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)的(de)動力輸出提供負(fu)(fu)載(zai)(zai)(zai)，并吸收被測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)的(de)機(ji)(ji)(ji)械能(neng)量(liang)，直流驅動器通過控(kong)制直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)上網(wang)電(dian)(dian)流控(kong)制被測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)的(de)扭(niu)矩(ju)，實現被測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)的(de)負(fu)(fu)載(zai)(zai)(zai)、過負(fu)(fu)載(zai)(zai)(zai)、溫升、失(shi)步性(xing)能(neng)的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)。

脈動試驗臺子模塊硬件設計

脈動(dong)試驗臺(tai)子模塊是以(yi)曳(ye)(ye)引機(ji)(ji)作為原動(dong)機(ji)(ji)直接(jie)拖動(dong)被測曳(ye)(ye)引機(ji)(ji)，結構如圖

曳引機通過矢量(liang)控制型變頻器驅(qu)動(dong)，被(bei)測(ce)曳引機為從動(dong)機。為滿(man)足(zu)反電勢和(he)脈動(dong)力矩(ju)測(ce)量(liang)的(de)(de)范圍需(xu)求，試驗中被(bei)測(ce)曳引機轉速和(he)功率必(bi)須要小于等(deng)于曳引機的(de)(de)轉速和(he)功率。

脈(mo)動(dong)(dong)試(shi)驗臺(tai)工作原理：反電動(dong)(dong)勢諧波(bo)(bo)分析試(shi)驗中變頻(pin)器(qi)為速(su)(su)度模式，曳(ye)引機(ji)為被測曳(ye)引機(ji)提(ti)供均勻的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，測量(liang)系(xi)統(tong)(tong)則自動(dong)(dong)測量(liang)被測曳(ye)引機(ji)進線(xian)繞組端電壓(ya)及諧波(bo)(bo)分量(liang)；脈(mo)動(dong)(dong)力矩試(shi)驗中曳(ye)引機(ji)調節自身的(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)矩，并為被測曳(ye)引機(ji)提(ti)供小(xiao)于(yu)40r／min的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，同(tong)時(shi)測量(liang)系(xi)統(tong)(tong)自動(dong)(dong)記錄(lu)轉(zhuan)(zhuan)軸上(shang)轉(zhuan)(zhuan)矩的(de)波(bo)(bo)形(xing)(xing)；制動(dong)(dong)器(qi)性能(neng)試(shi)驗中制動(dong)(dong)器(qi)抱閘，再由曳(ye)引機(ji)拖動(dong)(dong)被測曳(ye)引機(ji)進行旋轉(zhuan)(zhuan)，同(tong)時(shi)測量(liang)系(xi)統(tong)(tong)自動(dong)(dong)記錄(lu)轉(zhuan)(zhuan)軸上(shang)的(de)波(bo)(bo)形(xing)(xing)，并計算靜摩(mo)擦(ca)力和動(dong)(dong)摩(mo)擦(ca)力的(de)大小(xiao)。

測試系統軟件設計

測(ce)試系統(tong)軟件(jian)主要完(wan)成控制系統(tong)和測(ce)量系統(tong)的(de)人(ren)機界面的(de)開(kai)發，具體(ti)開(kai)發的(de)軟件(jian)功能如(ru)圖

測試系統(tong)軟件(jian)在LabVIEW平(ping)臺上進行(xing)二次開(kai)發設(she)計(ji)，運用LabVIEW模(mo)塊化設(she)計(ji)的思想，依據系統(tong)軟件(jian)功能劃分為(wei)相對(dui)獨立的功能模(mo)塊，繼而(er)對(dui)各功能模(mo)塊進行(xing)開(kai)發設(she)計(ji)。

測試系統軟件采用順序流程(cheng)結構設計(ji)，工作流程(cheng)圖如圖

程(cheng)序(xu)首先初始化運(yun)行各功(gong)能(neng)模(mo)塊，并(bing)(bing)通(tong)過NI OPC Server和PLC建(jian)立通(tong)訊，各功(gong)能(neng)模(mo)塊處于就緒狀態；然后(hou)由(you)用(yong)戶選擇曳引機規(gui)格，程(cheng)序(xu)則調(diao)用(yong)該規(gui)格參數(shu)(shu)并(bing)(bing)發送到(dao)下(xia)位(wei)機，如往變頻器中設置被曳引機的額(e)定(ding)電(dian)流、額(e)定(ding)電(dian)壓、額(e)定(ding)功(gong)率、電(dian)機極對(dui)數(shu)(shu)等參數(shu)(shu)；再由(you)用(yong)戶選擇試(shi)驗(yan)(yan)臺及測試(shi)項目，程(cheng)序(xu)則調(diao)用(yong)不同的試(shi)驗(yan)(yan)功(gong)能(neng)模(mo)塊，之后(hou)程(cheng)序(xu)判斷是否開始測試(shi)；測試(shi)開始以后(hou)，程(cheng)序(xu)控制下(xia)位(wei)機開啟設備(bei)，同時(shi)測量系統開始測量試(shi)驗(yan)(yan)信號(hao)并(bing)(bing)對(dui)數(shu)(shu)據進行處理、保存直至測試(shi)結(jie)束(shu)。

測試系統驗證

為驗證測(ce)試系(xi)統(tong)的準確性，對曳引(yin)機進行了負載性能測(ce)試，將得到的數據(ju)與日本橫(heng)河WT3000功率分析儀(yi)測(ce)得的數據(ju)進行比較。

實驗儀器

采用(yong)橫河WT3000高精度功率(lv)分析(xi)儀(yi)、日置電流互感器(qi)和品致電壓互感器(qi)作為實驗測(ce)量儀(yi)器(qi)。

實驗過程

由用戶(hu)選擇曳引機(ji)規(gui)格和試驗測(ce)試項目，測(ce)試開始。軟件給(gei)下位(wei)機(ji)發送試驗開始指令，下位(wei)機(ji)通過系(xi)統(tong)反饋的(de)實際轉矩來調(diao)節(jie)被測(ce)曳引機(ji)的(de)負(fu)載。當(dang)上位(wei)機(ji)收到數(shu)據(ju)采集指令后，系(xi)統(tong)自動采集數(shu)據(ju)，與(yu)此同(tong)時人工打印(yin)WT3000的(de)測(ce)量數(shu)據(ju)。

實驗結果

實驗結果如圖

圖中LV為(wei)測(ce)(ce)試系統測(ce)(ce)量(liang)結(jie)果(guo)；WT3000為(wei)橫河(he)儀器測(ce)(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。從圖可以看出，兩種測(ce)(ce)試方法(fa)獲得的電(dian)(dian)流(liu)、電(dian)(dian)壓、功率功率因素和(he)輸入功率數據誤差都很小(xiao)，說明測(ce)(ce)試系統準確性比(bi)較高(gao)。

測(ce)試(shi)(shi)(shi)系(xi)(xi)統以虛擬(ni)儀器技術(shu)為核(he)心(xin)，通過軟硬件(jian)的無(wu)縫(feng)集成，以合理的配置實(shi)現了(le)曳引機各項性(xing)(xing)能(neng)(neng)測(ce)試(shi)(shi)(shi)要(yao)求。經實(shi)際(ji)應用表明該系(xi)(xi)統在(zai)測(ce)試(shi)(shi)(shi)效(xiao)率、測(ce)試(shi)(shi)(shi)精(jing)度、靈活性(xing)(xing)、可(ke)靠性(xing)(xing)等方(fang)面(mian)具有(you)優越性(xing)(xing)，解決了(le)傳統測(ce)試(shi)(shi)(shi)方(fang)法存在(zai)的人為誤差(cha)和工(gong)作效(xiao)率低等問題。同時該測(ce)試(shi)(shi)(shi)系(xi)(xi)統采(cai)用模塊化設(she)計(ji)可(ke)以方(fang)便地進行軟硬件(jian)的擴展(zhan)。除現有(you)的兩個測(ce)試(shi)(shi)(shi)功能(neng)(neng)子模塊以外，還可(ke)根據實(shi)際(ji)需要(yao)，開發出新的擴展(zhan)模塊，充分體(ti)現了(le)靈活性(xing)(xing)和可(ke)擴展(zhan)性(xing)(xing)的特點。該測(ce)試(shi)(shi)(shi)系(xi)(xi)統為曳引機性(xing)(xing)能(neng)(neng)測(ce)試(shi)(shi)(shi)提供可(ke)靠的技術(shu)支(zhi)撐，在(zai)實(shi)際(ji)應用中有(you)較高的參考(kao)價(jia)值。

PCBA加工產能

制造能力	PCBA服務	設備清單
4條SMT生產線	電路板類型（盲埋孔、阻抗、厚銅、HDI）	Fuji CP8 Series SMT貼片機
2條DIP插件生產線	工藝類別（SMT/DIP）	全自動錫膏印刷機
0201元件貼裝	ICT測試	10溫區回流焊
0.25mm BGA	FCT功能測試	AOI光學檢測儀
SMT 400萬點/日	BIT老化測試	波峰焊（有鉛、無鉛）
DIP 100萬點/日	Box Building成品組裝	ICT測試工作臺

PCBA工藝能力

項目			批量加工	打樣
PCBA加工SMT工藝能力	長*寬	最小尺寸	50*30
		最大尺寸	150*350	最大邊長低于800mm
	厚度	最低厚度	0.8
		最高厚度	5
PCBA加工DIP工藝能力	長*寬	最小尺寸	50*30
		最大尺寸	500*350	最大邊長低于1000mm
	厚度	最低厚度	0.8
		最高厚度	5
PCBA貼片加工元件規格	規格大小	最小規格	0603（0201） 0402（）
		最大尺寸	45*45	68*68
		元件厚度	25.4
	QFP封裝	最小腳距	0.4	0.3
	BGA封裝	最小腳距	0.5	0.3

PCBA交期說明

項目	加工數量
	少于100件	100-1000件	多于1000件
交期	少于3天	少于5天	3天開始交貨
備注	SMT快件最快8小時(shi)交付； 合(he)格(ge)率保證(zheng)在99%以上； 交期計算從(cong)客(ke)戶資料、物料確認完畢(bi)后(hou)開始計算