基于Labview技术变频器试验检测系统的实现
2008/11/13 9:46:00
摘要：运用Labview和PLC相结合技术，对变频器的调试、检测、老化过程中所需数据实时观察、监控等。其系统具有实时性好，可靠性高，低成本和高功能等特点。
关键词： 虚拟仪器、 PLC、 在线监控、 在线控制
1．引言
变频调速器越来越被国人所关注，国内呈现百花齐放的局面。在变频器出厂前应该进行调试、检测及老化试验等。如用万用表，示波器等显得多而乱。山东新风光电子科技发展有限公司基于NI公司虚拟仪器的优越性，改造了试验站调试检测系统，这样一来，使其对变频器的调试，检测简便而易于控制，在同行业变频器调试检测技术遥遥领先，并进一步保证了公司的质量方针“保持产品出厂合格率100%”。
2． 系统构成及原理
针对山东新风光电子科技发展有限公司的产品电压等级多，有380V、660V、1140V、2300V及6000V、10000V等，变频器功率跨度大，从几个千瓦到几千个千瓦，这样一来，输入电流的跨度也非常大，从几十安培到几百安培，系统必须运用PLC进行相应的电压、电流档位转换，系统构成主要由以下几个部分构成，如图（1）所示：
图（1）系统构成结构图
（1） 工控机：人机接口，实时显示检测所需要的波形数据，并可进行故障报警，提示等，并将各种曲线的实时行状显示在屏幕上。
（2） 数据采集：采用NI公司的PCI-6023E数据采集卡，运用模拟输入通道和DIO通道向上位机传送数据。
（3） 数据调理：由于NI公司所需输入数据具有一定的范围限制，所以必须对所显示控制信号进行相应的处理，针对公司的电压等级多，电流跨度大的特点。对数据调理分为两部分：一部分为隔离滤波板，另一部分是电压电流适当的采集调理。
（4） 电压电流转换：运用西门子公司生产的S7-200型PLC简单易于编程，容易控制等特点，来实时控制不同电压等级的主电路切换，这部分电路较复杂且必须保证互锁。
3． 基于Labview的实现
按照上述的系统结构及其控制规律，可以用Labview和PLC相结合来实现。以下就系统实现过程中的关键环节进行说明并绘出实现的图形语言。
3.1 Labview技术简介
Labview是基于G语言的图形仪开发平台，其可视性好，直观，编程简单易于控制。
（1）流程图式的开发环境：Labview程序由用户界面+图标代码组成。用户界面以工程技术人员所熟悉的仪器、仪表面板元素如按钮、表头、图表等作为基本组件，用户还可以定制控制对象，构建自己的面向具体领域的图库，图标代码，这样程序简洁直观且易于修改。
（2）丰富的分析工具：Labview提供大量的数据分析包，包括概率统计分析、滤波分析、FFT分析、频谱分析、波形修整、超限检测、波形操作等等。
（3）开放的系统互连及广泛的硬件与通信支撑，具有DDL和CIN接口，可以与多种DAQ卡直接连接等。Labview完全采用图形仪的编程方式，它通过虚拟仪器（VI）来进行分层和模块化，其整个系统是一台虚拟仪器。
3.2 数据采集和分析设计流程
本系统基于Labview数据采集和设计分析的基本流程图如图（2）所示。
图（2）系统基本流程图
可以按照以下几个步骤完成测试数据的采集和分析：
（1）信号采集和实时显示
（2）采集数据保存
（3）测试信号谱分析
3.3 数据采集和分析处理各个环节剖析
下面介绍上面3个步骤在Labview中的实现，前两个步骤的前面板如图3所示。
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