专利名称：基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种虚拟仪器，特别是涉及一种基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，属于虚拟仪器技术领域。
背景技术：
上世纪八、九十年代随着计算机技术快速发展，国内外许多科研单位与高科技公司，开始研制以PC机为核心的电机自动测试装置。由于构建在PC平台之上，这种装置的组件和功能的扩展十分的方便，并具有友好的人机界面、强大的数据处理能力和容错性；在测试功能、测量精度等各项指标方面，都远远超过了传统的测试方法，使电机测试技术步入了新的时代。近年来，由于虚拟仪器技术快速发展，国内外许多公司和科研机构，纷纷开始研制基于虚拟仪器技术的电机测试装置。虚拟仪器技术的最大特点是，有机结合了计算机资源和仪器的硬件技术，在装置内部共享软硬件资源，把由厂家定义仪器功能的传统方式，转变为由用户自己定义，用户可以根据测试功能的需要，自己定义、设计所需要的仪器装置。随着网络技术的引入，虚拟仪器技术渐渐向网络化的方向发展。应用分布式网络测控技术，可以进行分布式多点测量与分析，充分发挥装置的接口能力和数据处理能力。虚拟仪器技术和网络技术的结合应用，是未来大型电机自动测试技术的发展趋势之一。现在网络化测量技术，在发达国家的应用已经非常普及，而我国基本上还处于传统测试仪器与计算机互相分离的状态，因此，根据我国的实际情况，研究符合我国国情的网络化测量装置很有发展前景。在虚拟仪器网络化开发平台的研究上，与国外先进技术相比，国内还存在着很大差距。目前国内一些科研院校、大公司在网络化测试技术的研究中，一般还是仍在国外现有的技术平台上进行开发。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的问题与不足，提供一种基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置。本实用新型所采用的技术方案是，一种基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，包括，客户端、数据采集服务器和测试电机设备，所述客户端包括，Web浏览器和ActiveX虚拟仪器，所述数据采集服务器为Web服务器，所述Web浏览器与所述Web服务器相连接，所述ActiveX虚拟仪器与所述数据采集服务器相连接，所述客户端通过所述数据采集服务器，向所述测试电机设备传送控制命令和接收返回的测试数据。所述客户端还包括有，主服务器、通讯服务器、多台PC机、工作站、网络打印机、大屏幕LED和交换机，所述主服务器、通讯服务器、多台PC机和工作站之间通过自带防火墙的所述交换机组成局域网；所述局域网通过所述交换机与外网连接；所述通讯服务器，安装有西门子CP5613PLC通讯卡，通过PR0FIBUS-DP总线与西门子PLC交互，在所述通讯服务器同一 PR0FIBUS-DP总线下，还挂接有测试电机设备，所述测试电机设备包括，调压变频器、直流调速装置和继电器模块，所述西门子PLC通过控制所述调压变频器、直流调速装置、继电器模块和相应继电器的通断，实现对被测电机的控制；各种电机的测试信号，由虚拟的电参数测试仪和虚拟的非电量测试仪采集，通过串口接入所述通讯服务器；所述大屏幕LED与所述主服务器电连接。所述ActiveX虚拟仪器，由PC机工作站和I/O接口设备组成，被测电机的各种测试信号与所述I/o接口设备连接，所述I/O接口设备完成电机被测信号的采集、放大和A/D转换，经过PC机工作站的虚拟模块化测量处理后，输出测试数据。所述的数据采集装置采用板卡型号是研华PCI1711板卡，通过板载晶体振荡器为计数器芯片提供了 IOMHz的输入频率，可编程间隔定时器/计数器芯片的型号是Intel82C54，所述可编程间隔定时器/计数器芯片具有IOOKHz的A/D转换最大采样率，所述西门子PLC的型号是西门子PLC-S7300。本实用新型的有益效果是，网络化虚拟仪器通过将Web等网络技术与虚拟仪器技术相结合，以浏览器/服务器的方式实现网络数据、命令传输，用虚拟仪器实现信号采集、显示和数据分析；数据采集的记录周期短，可以达到百分之一秒；使用VB编写的监控程序，具有友好的操作界面，用户可以方便的查看实验数据；操作简单，自动生成实验报表，为科研人员节省了大量时间，并使报告更加准确，避免了人为的错误。

图1是本实用新型基于网络化虚拟仪器的电机测试装置构成方框示意图；图2是基于网络化虚拟仪器的电机测试装置总体结构方框示意图；图3是本实用新型基于网络化虚拟仪器的电机测试装置的ActiveX虚拟仪器组成方框示意图；图4是本实用新型基于网络化虚拟仪器的电机测试装置的数据采集装置电路组成方框图；图5是本实用新型基于网络化虚拟仪器的电机测试装置的测试电机设备电路组成方框具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明图1是本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置构成方框示意图；如图1所示，本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，包括，客户端、数据采集服务器和测试电机设备，客户端包括，Web浏览器和ActiveX虚拟仪器，数据采集服务器包括，Web服务器和数据采集服务器程序，Web浏览器通过HTTP协议与Web服务器相连接，ActiveX虚拟仪器通过TCP/IP协议与数据采集服务器相连接，客户端通过所述数据采集服务器的程序，向测试电机设备传送控制命令和接收返回的测试数据。用户使用浏览器访问数据采集服务器中的网络服务器，下载含有网络化虚拟仪器客户端程序的HTML文件，并在浏览器中启动网络化虚拟仪器客户端程序；然后，和服务器端的数据采集服务器程序进行通讯，发送控制命令和接收返回的测试数据，并进行分析和显示，数据采集服务器程序定期将采集的数据存入数据库服务器中；用户也可访问数据库服务器中的网络服务器，下载含有数据库查询功能的页面。图2是本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置总体组成方框示意图；如图2所示，本实用新型装置主要由主服务器，通讯服务器(工控机)，多台PC机工作站，西门子PLC，机械/电动执行机构及各种电参数仪表等组成。主服务器、通讯服务器及PC机工作站之间通过自带防火墙的交换机组成局域网；通讯服务器安装有西门子CP5613PLC通讯卡，通过PR0FIBUS-DP总线与西门子PLC交互；同一 PR0FIBUS-DP总线下，还挂有调压变频器、直流调速装置和继电器等模块，西门子PLC通过控制这些模块和相应继电器的通断，实现对电机的控制；各种电机的被测信号量由多种电参数测试仪及非电量测试仪采集，通过串口接入通讯服务器。另外，装置支持高权限外网用户按口令访问，并配有远程打印机与LED大屏幕，以满足实际应用需求。本实用新型装置的工作原理是，在同一个网络构架下的多个PC机工作站，(PC机工作站可以是一个，两个，三个或数个，)并行独立地完成对待测电机的测试，并且，每个PC机工作站均可根据测试电机的不同，选择不同的虚拟仪器，对符合测试要求的各种不同型号电机完成测试。本装置在测试开始前，自动判断测试条件是否满足要求，并完成对关联的虚拟仪器进行初始化；在测试过程中，对测试数据进行显示、监控与处理，对测试过程可以进行自动控制、人工干预与预警保护；测试结束时，可以对测试数据进行存储、调用、生成报表和打印分析等。使用本装置时，用户使用浏览器访问数据采集服务器中的网络服务器，下载含有网络化虚拟仪器客户端程序的HTML文件，并在浏览器中启动网络化虚拟仪器客户端程序；然后，和服务器端的数据采集服务器程序进行通讯，传送控制命令和接收返回的电机测试数据信息，并进行分析、显示，数据采集服务器程序，则定期将采集的测试数据存入数据库服务器中；用户也可访问数据库服务器中的网络服务器，下载含有数据库查询功能的页面，对数据库中存储的测试数据进行查询和显示。网络化虚拟仪器通过将Web等网络技术与虚拟仪器技术相结合，以浏览器/服务器的方式实现网络数据、命令传输，用虚拟仪器实现信号采集、显示、分析。网络化虚拟仪器是一个典型的网络服务装置，其主要特点是，用户界面的重心由Windows转为Browsers ;装置结构由单一的两个层次扩展到由客户、数据库服务器和应用服务器组成的三个层次，并由浏览器、网络服务器的加入，可进一步扩展为N个层次。图3是本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置的ActiveX虚拟仪器组成方框示意图；如图3所示，ActiveX虚拟仪器，由PC机工作站和I/O接口设备组成，被测试的各种信号与I/O接口设备连接，I/O接口设备完成被测输入信号的采集、放大和A/D转换，经过计算机的虚拟模块化测量处理后，输出测试数据。虚拟仪器是一种由计算机操作控制的模块化仪器装置，主要由通用仪器硬件平台和应用软件两大部分构成。构成虚拟仪器的硬件平台包括PC机工作站和I/O接口设备，I/O接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大和A/D转换。不同的总线有其相应的I/O接口硬件设备，如，利用Pc机总线的数据采集卡(DAQ)，GPIB总线仪器、VXI总线仪器、串行总线仪器等。无论是何种虚拟仪器装置，都是将仪器的硬件搭载到PC机或工作站等各种计算机平台，配合应用软件而构成的。虚拟仪器的发展，已经完全与计算机技术的发展步伐同步，同时，也显示出虚拟仪器的灵活性与强大的生命力。图4是本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置的数据采集装置电路组成方框图；如图4所示，数据采集装置是组成虚拟仪器的一部分，它的作用是将各传感器的输出信号转换为0-5V的电压和约4-20mA的电流，以便使A/D采集卡采集数据和计数。本实用新型采用研华PCI1711板卡，通过板载晶体振荡器为计数器芯片提供了 IOMHz的输入频率。同时，也为A/D采集卡提供适当的保护；或使用Intel82C54兼容可编程间隔定时器/计数器芯片，同样，通过板载晶体振荡器为计数器芯片提供了 IOMHz的输入频率。它控制具有IOOKHz最大采样率的A/D转换芯片，实现高速数据采集的电路；基于PCI总线技术，可以方便的将高速数据采集到计算机中，利用计算机进行数据记录、处理及显示。采集卡的核心为模数转换器(简称A/D转换器或ADC, Analog to Digital Converter), A/D转换器已成为计算机装置中不可缺少的接口电路。高速数据采集采用Intel82C54兼容可编程间隔定时器/计数器芯片，芯片内部有3个独立的16位计数器，可以通过程序设置工作方式，按十进制或二进制计数，最高计数速率可达10MHz。采集卡上的板载晶体振荡器通过8254芯片的时钟输入端CLK为其提供了 IOMHz的输入频率。它控制具有IOOKHz最大采样率的A/D转换芯片，实现高速数据采集。再通过PCI接口芯片将数据转换到PCI总线上，由计算机的CPU进行处理。图5是本实用新型基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置的测试电机设备电路组成方框图；如图5所示，3相4线制的380V交流电，由前置断路器控制主回路的通断电情况；PC机工作站的工作指令，通过服务器的转译后，传送至西门子PLC-S7300系列，由西门子PLC控制变频器的运转，以控制调压器上异压电动机的运转，实现对测试装置进行调压的目的；同时，西门子PLC还对电路中的各继电器进行控制，从而，实现对主回路的控制；被测试电机的各种参数，通过虚拟电参数仪和虚拟非电量测仪采集，并通过串口通讯，TCP通讯，最终回传至PC机工作站进行显示与记录。本实用新型的有益效果是，网络化虚拟仪器通过将Web等网络技术与虚拟仪器技术相结合，以浏览器/服务器的方式实现网络数据、命令传输，用虚拟仪器实现信号采集、显示、分析；数据采集、记录周期短，可以达到百分之一秒，比其他产品几百毫秒的记录周期要快很多，可以提供更详细的分析数据；使用VB编写的监控程序，具有友好的操作界面，用户可以方便的查看实验数据；操作简单，自动生成实验报表，为科研人员节省了大量时间，并使报告更加准确，避免了人为的错误。值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，其特征在于，包括，客户端、数据采集服务器和测试电机设备，所述客户端包括，Web浏览器和ActiveX虚拟仪器，所述数据采集服务器为Web服务器，所述Web浏览器与所述Web服务器相连接，所述ActiveX虚拟仪器与所述数据采集服务器相连接，所述客户端通过所述数据采集服务器，向所述测试电机设备传送控制命令和接收返回的测试数据。
2.根据权利要求1所述的基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，其特征在于， 所述客户端还包括有，主服务器、通讯服务器、多台PC机、工作站、网络打印机、大屏幕LED 和交换机，所述主服务器、通讯服务器、多台PC机和工作站之间通过自带防火墙的所述交换机组成局域网；所述局域网通过所述交换机与外网连接；所述通讯服务器，安装有西门子CP5613PLC通讯卡，通过PR0FIBUS-DP总线与西门子PLC交互，在所述通讯服务器同一 PR0FIBUS-DP总线下，还挂接有测试电机设备，所述测试电机设备包括，调压变频器、直流调速装置和继电器模块，所述西门子PLC通过控制所述调压变频器、直流调速装置、继电器模块和相应继电器的通断，实现对被测电机的控制；各种电机的测试信号，由虚拟的电参数测试仪和虚拟的非电量测试仪采集，通过串口接入所述通讯服务器；所述大屏幕LED与所述主服务器电连接。
3.根据权利要求1所述的基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，其特征在于，所述ActiveX虚拟仪器，由PC机工作站和I/O接口设备组成，被测电机的各种测试信号与所述I/O接口设备连接，所述I/O接口设备完成电机被测信号的采集、放大和A/D转换，经过 PC机工作站的虚拟模块化测量处理后，输出测试数据。
4.根据权利要求1所述的基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，其特征在于，所述的数据采集装置采用板卡型号是研华PCI1711板卡，通过板载晶体振荡器为计数器芯片提供了 IOMHz的输入频率，可编程间隔定时器/计数器芯片的型号是Intel82C54，所述可编程间隔定时器/计数器芯片具有IOOKHz的A/D转换最大采样率，所述西门子PLC的型号是西门子 PLC-S7300。
专利摘要本实用新型公开了一种基于网络化虚拟仪器的特种电机测试装置，包括，客户端、数据采集服务器和测试电机设备，客户端包括，Web浏览器和ActiveX虚拟仪器，数据采集服务器包括，Web服务器和数据采集服务器程序，客户端通过所述数据采集服务器程序，向测试电机设备传送控制命令和接收返回的测试数据；有益效果是，网络化虚拟仪器通过将Web等网络技术与虚拟仪器技术相结合，以浏览器/服务器的方式实现网络数据、命令传输，用虚拟仪器实现信号采集、显示和数据分析；具有友好的操作界面，操作简单，自动生成实验报表，为科研人员节省了大量时间，避免了人为的错误。
文档编号G01R31/34GK202886567SQ20122058438
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者王宏, 邓斌, 李爽 申请人:天津市詹佛斯科技发展有限公司