虚拟仪器技术在分布式电机测控系统中研究与设计

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3.0 李佳 2024-09-26 6 4 380.5KB 5 页 15积分

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虚拟仪器在分布式电机测控系统中研究与设计

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摘要：提出以 compact Field Point 分布式 I/O 实时系统、PCI 多功能数据采集系统、SCXI 信号调理系统以及磁滞测功机

为核心电机测控系统硬件体系；选用 LabVIEW 和 LabVIEW RT 作为软件开发平台，TCP/IP 协议为通讯基础，实现了测试

数据的远程共享和分布式远程测控软件系统，最后对系统中采用的 PID 控制和曲线拟合算法进行了描述和对测试结果进

行分析。

关键字：分布式测控系统，虚拟仪器技术，实时测量，电机测试

0 引言

随着计算机技术和网络技术的发展，分布式测控系统逐步成为测量和控制领域的一个发展趋势，

而同样以计算机技术为基础的虚拟仪器技术也正在自动测量和控制领域掀起一场根本性的变革[1]。本文

提出一套基于虚拟仪器技术的分布式测控系统设计方案，实现基于计算机网络的远程分布式电机性能

测试系统。该系统可实现多台电机并行测试，并根据用户设置自动完成负载控制和测量参数的实时监

控，并实现了相应检测数据的分析、运算、图表显示以及网络共享。

1.分布式测控系统设计方案与硬件实现

该分布式测控系统用于对电机扭矩和转速的控制，对输出功率、功率因数、以及机体外壳和内部转

子温度的测量。系统采用客户机/服务器(C/S)的硬件结构，主要由客户端、测控服务器和各测控对象三

部分组成，从节省成本的角度，将网络服务器的功能也集成到测控服务器上，其硬件组成如图 1 所示。

2.1 客户端

客户端选用 PC 机，配有 10/100Base TX Ethernet 接口，用于提供图形化用户界面，完成对系统

软硬件的配置和设置，并实时更新各指标参量对时间的波形显示和经曲线拟合后的电机特性曲线。

2.2 测控服务器

测控服务器选用为一台 Windows 工作站，完成客户端和各测控对象之间的网络通讯和数据交互；

通过实时监控模块完成对控制参量，如扭矩和转速的实时监控；通过嵌入 PCI 多功能数据采集模块完

成对非控制参量，如电机输入电压、输入电流和绕阻的测量工作。

2.2.1 实时监控模块

实时监控模块由实时控制模块和实时测温模块组成。实时监控模块选用 NI 的 cFP 分布式 I/O 实时

系统，用于完成系统最核心的实时采集与控制的部分。

实时控制模块用于从测控服务器获得控制命令参数来控制测功机，并返回从测功机采集来的数据

信号，交由测控服务器模块处理，从而完成自动加载和控制指标参量的实时测量，并提供过载保护、

紧急停车以及非法停机后的系统重建等应急措，实时控制模块选用 cFP-2020 作为实时系统控制器。

实时测温模块用于完成对待测电机体表温度的实时监测。cFP 实时测温模块选 cFP TC-120 模块，

用于在电机工作端实施前端混度数据采样。

2.2.2 数据采集模块

数据采集模块选用 PCI-6052 多功能数据采集片，前置了两块SCXI-1120 信号调理片和配套的

SCXI-1327 衰减终端，用于采集多路待测电机工作电压和工作电流的输入信号，并计算电机的输入功

率。

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摘要：

虚拟仪器在分布式电机测控系统中研究与设计姓名单位邮编摘要：提出以compactFieldPoint分布式I/O实时系统、PCI多功能数据采集系统、SCXI信号调理系统以及磁滞测功机为核心电机测控系统硬件体系；选用LabVIEW和LabVIEWRT作为软件开发平台，TCP/IP协议为通讯基础，实现了测试数据的远程共享和分布式远程测控软件系统，最后对系统中采用的PID控制和曲线拟合算法进行了描述和对测试结果进行分析。关键字：分布式测控系统，虚拟仪器技术，实时测量，电机测试0引言随着计算机技术和网络技术的发展，分布式测控系统逐步成为测量和控制领域的一个发展趋势，而同样以计算机技术为基础的虚拟仪器技术...

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