基于虛擬儀器技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)
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檢測(cè)系統(tǒng)主要由信號(hào)接口及虛擬儀器兩部分構(gòu)成(圖1)。待測(cè)信號(hào)由控制機(jī)柜上的接口引出，通過(guò)信號(hào)選擇、調(diào)理之后送入工控機(jī)，由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并最終由數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析、顯示、存儲(chǔ)等。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由脈沖控制器、驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)等幾部分構(gòu)成，根據(jù)不同的檢測(cè)要求如常規(guī)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷等，需要對(duì)脈沖控制器的輸出、驅(qū)動(dòng)電路的輸出以及電機(jī)繞組的信號(hào)分別進(jìn)行檢測(cè)。為更有效的利用采集卡的硬件資源以及計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，在接口部分設(shè)置了信號(hào)選擇電路，負(fù)責(zé)把需要檢測(cè)的信號(hào)送入后續(xù)系統(tǒng)。接口電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過(guò)兩個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的不同組合，分別實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)板輸入級(jí)引出脈沖控制器信號(hào)、從驅(qū)動(dòng)板輸出級(jí)引出驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)、從電機(jī)回路引出步進(jìn)電機(jī)繞組電流信號(hào)。
虛擬儀器的硬件采用基于PCI總線技術(shù)的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，選用的PCI-6071E數(shù)據(jù)采集卡可實(shí)現(xiàn)對(duì)32個(gè)步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路和脈沖控制器的多路并行檢測(cè)。
根據(jù)模塊化的編程思想，檢測(cè)程序(圖3)的結(jié)構(gòu)自上而下分為主程序?qū)印⑦壿媽印Ⅱ?qū)動(dòng)層。主程序?qū)佑捎脩艚缑婧蜏y(cè)試執(zhí)行部分構(gòu)成，邏輯層負(fù)責(zé)邏輯關(guān)系的驗(yàn)證以及相關(guān)決策的制定，驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)與儀器、被測(cè)設(shè)備以及其他應(yīng)用程序之間的通信。軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為NI公司的LabVIEW。檢測(cè)程序的主要任務(wù)為多通道的數(shù)據(jù)采集、分析和存儲(chǔ)，因此程序的優(yōu)化及運(yùn)行效率問(wèn)題都顯得較為重要，在軟件的開(kāi)發(fā)中運(yùn)用了LabVIEW所支持的多項(xiàng)先進(jìn)編程技術(shù)，如數(shù)據(jù)流、多線程、定時(shí)循環(huán)、狀態(tài)機(jī)等。
評(píng)論