基于虛擬儀器的特性測試參數數據庫的設計

0 引言

在實際的測量測試系統(tǒng)中，用戶有時希望能夠實時顯示數據，而有時又希望動態(tài)的測試數據能夠存人數據庫，以備后續(xù)分析和處理。本文為用戶設計的電機轉子振動特性參數測試系統(tǒng)中，采用基于LabVIEW和PCI的虛擬儀器測試系統(tǒng)，通過控制轉子振動模擬調速器-調理器對撓性轉子軸系的強迫振動和自激振動的特性參數進行采集和處理。

基于LabVIEW的虛擬儀器測試系統(tǒng)，通過AnalogInput模板中的AI Acquire Waveform子模板對DAQ進行編程，按照指定的采樣頻率(sample rafe端口)，控制一個指定的通道(channel端口)采集指定數目(num-ber of samples端口)的數據。利用LabSQL模板中一些功能模塊的組合就可將采集到計算機中的數據錄入事先創(chuàng)建的數據庫的相關表中，用戶可隨時調用數據庫中的測試數據來分析電機轉子的振動特性，實現對電機運行狀態(tài)的檢測與故障的診斷。

本文介紹了基于LabVIEW軟件開發(fā)平臺實現測試數據錄入數據庫，以及數據庫的訪問設計，給出了詳細的設計方法和步驟。

1 原始數據庫的創(chuàng)建

本文采用SQL Server 2000關系數據庫管理系統(tǒng)。具體操作步驟如下：

a) 使用企業(yè)管理器創(chuàng)建數據庫DAQ；

b) 將DAQ添加系統(tǒng)數據源DSN中，并選擇該系統(tǒng)數據源的驅動程序，本文所選驅動程序為SQL Serv-er，任何具有權限的用戶都可以訪問該數據源；

c) 在查詢分析器中利用create命令創(chuàng)建1個Test表，表的第1個列名為Time，數據類型為Datetime，且設定為主鍵，向后依次為device、channel、sample、rate、signal0、signal1、signal2…；

d) 設置用戶權限，權限決定用戶能夠對哪些數據對象執(zhí)行哪種操作以及能夠訪問、修改哪些數據。

2 測試數據的選擇

本轉子振動模擬試驗臺共裝有5個傳感器，分別為：2個渦流傳感器、光電傳感器、磁阻傳感器、編碼傳感器。7路輸出分別為：渦流傳感器1間隙電壓輸出、渦流傳感器1振動信號調理輸出、渦流傳感器2間隙電壓輸出、渦流傳感器2振動信號調理輸出、光電傳感器轉速信號調理輸出、編碼轉速信號調理輸出、磁阻轉速信號調理輸出。用戶可根據需要把被測對象的信號輸出連接到PCI-6024E的I／O接線端，并可按測試要求進行參數設置。

基于LabVIEW的測試系統(tǒng)程序設計中，在Lab-VIEW軟件平臺的前面板上放置7個開關按鈕代表7個信號輸出，為方便程序處理，把7個開關按鈕組成布爾數組。同時，由于AI Waveform Acquire的channel端口的輸入是I／O通道選擇，須手動設置通道選擇，為了實現開關按鈕通道選擇，可在前面板上放置大小為7的I／O數組，7個I／O節(jié)點的值分別設置為0，1，2，3，4，5，6，對應著數據采集卡的7個通道，布爾型數組經search lD array節(jié)點確定被按下按鈕的位置，該輸出連接到Indexarray的Index輸入端，I／O數組經In-dex array節(jié)點后的輸出便是用戶所選的通道，用戶只要根據需要按下相應的按鈕即可。框圖程序如圖1所示。

3 LabVIEW對數據庫的訪問

本文采用LabSQL實現Labview對數據庫的訪問。LabSQL是利用LabVIEW開發(fā)的多數據庫、跨平臺的LabVIEW數據庫訪問工具包。LabSQL VIS按功能可分為4類：

a) Command VIS：完成一系列的基本ADO操作；

b) Connection VIS：管理Labview與數據庫之間的連接；

c) Recordset VIS：對數據庫中記錄進行各種操作；

d) 高層VIS：對前3類VIS進一步進行功能的封裝。

3.1 數字型數組轉換為字符串模塊

經PCI-6024E采集到計算機中的數據可以是波形數據或一維數字型數組(可通過右鍵AI AcquireWaveform節(jié)點的Waveform端口進行切換)，此處選擇一維數組。而SQL中的插入語句要求是字符串語句，因而有必要將數字型數組轉換為字符串，字符之間用，隔開，框圖程序如圖2所示。

3.2 LabVIEW訪問數據庫流程

利用LabSQL訪問數據庫的步驟大致分為4步：

a) 通過ADO Create.vi創(chuàng)建一個Connection對象；

b) 利用ADO Connection Open.vi建立與數據庫的連接；

c) 利用ADO SQL Execute.vi執(zhí)行對數據庫的操作(查詢、添加、刪除、修改)；

d) 利用ADO Connection Close.vi和ADO Connec-tion Destroy.vi關閉與數據庫之間的連接。

LabVIEW訪問數據庫的流程圖如圖3所示。

3.3 LabVIEW訪問數據庫的總體程序設計

為了使框圖的結構更加簡潔，從而使應用程序的調試、理解和維護更加容易，虛擬儀器框圖程序通常采用模塊化程序設計方法。本文將上述兩個程序作為兩個功能模塊(通道選擇模塊、array to string模塊)進行調用，完整的LabVIEW訪問數據庫的框圖程序和前面板分別如圖4和圖5所示。

3.4 LabVIEW訪問數據庫的操作

1) 數據錄入

運行上述程序后，選擇所需通道，設置好采樣頻率和采樣點數，點擊開始按鈕，此時進行數據采集，如果再按下數據錄入按鈕，則采集到的數據連同一些相關信息就被錄入到指定的數據庫中。

2) 數據查詢

技術人員或故障診斷專家要想對實驗數據進行后續(xù)處理，可以根據實際需要從數據庫中調出相應的數據。程序運行后，在前面板的SQL Server語句輸人框中輸入對應的SQL語句，如用戶想要查詢通道1從16：20：30到16：25：30的測試數據，可以在輸入框中輸入如下命令：select * from test where channel=1 andtime between 16：20：30 and 16：25：30。

此時用戶可在前面板中觀察這段時間內的波形。

3) 數據修改

除了上述兩種常見操作外，用戶還可以通過該程序對數據進行刪除等其他更改操作，操作方法與數據查詢操作類似。

4 結束語

隨著被測試系統(tǒng)的大型化、復雜化、網絡化，對測試系統(tǒng)要求越來越高，不但要有對儀器系統(tǒng)的管理，而且還需要強大的數據分析和管理功能，因而將數據庫納入測試系統(tǒng)成為必然。實際證明，本文介紹的方法在實際應用中取得了一定的效果，而且，稍做改動后還可用于其他測試系統(tǒng)，即它的可擴展性很強。