基于虛擬儀器的電梯上行超速保護裝置檢測系統

4 檢測系統的軟件設計
在虛擬儀器檢測系統中軟件系統扮演著(zhù)非常重要的角色，是系統的關(guān)鍵。軟件平臺選擇了圖形化編程軟件LabVIEW，它是一個(gè)完全的、開(kāi)放的虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統的應用軟件，并且具有編程簡(jiǎn)單、直觀(guān)、開(kāi)發(fā)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
該檢測系統軟件的主要作用是實(shí)現：連續可靠信號的實(shí)時(shí)數據采集；將采集的數據以數字或圖形的形式實(shí)時(shí)顯示；數據存儲至硬盤(pán)；保證信號采集的成功判別；數據的同時(shí)采集和顯示；歷史數據的查詢(xún)、再現和打印等功能。
軟件系統總體框圖如圖4所示。

由圖4可以直觀(guān)地看到主控模塊作為整個(gè)系統的調度中心，控制著(zhù)系統的控制流(→)和數據流(→)的流向。數據流從數據采集模塊開(kāi)始分別流向數據存儲模塊和數據分析處理模塊，采集到的數據通過(guò)數據存儲模塊進(jìn)行存儲，同時(shí)經(jīng)過(guò)數據分析模塊的判斷，在計算機屏幕上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。如果用戶(hù)需要對歷史數據進(jìn)行查詢(xún)時(shí)，則啟動(dòng)歷史查詢(xún)模塊即可對歷史數據進(jìn)行曲線(xiàn)和數據的顯示。
程序設計最重要的部分是數據采集模塊，主要任務(wù)是完成對數據的采集、波形的顯示及回放和數據的存儲。
數據采集模塊設計如下：
先將初始化函數、啟動(dòng)板卡函數和讀取數據等對儀器進(jìn)行配置和數據讀取的函數做成動(dòng)態(tài)鏈接庫。然后通過(guò)主程序調用動(dòng)態(tài)鏈接庫里的函數來(lái)實(shí)現對儀器的操作，一般調用過(guò)程如下：加載動(dòng)態(tài)鏈接庫，再獲取函數的指針，之后利用指針來(lái)調用函數。系統的數據采集器采用的是AD8201，它是USBI．1總線(xiàn)兼容的12位32通道的數據采集器。
LabVIEW中動(dòng)態(tài)鏈接庫的調用是通過(guò)CLF(Call Library Function)節點(diǎn)來(lái)實(shí)現的，并進(jìn)行采集模塊的編程。其中初始化時(shí)為了使驅動(dòng)程序能夠對底層的硬件進(jìn)行初始化，應設置中斷號、內存分配、I／O地址等打通驅動(dòng)程序和應用程序的通道。通過(guò)CLF節點(diǎn)調用函數DllInitial來(lái)實(shí)現采集程序的初始化，并選擇采集卡的中斷號和口地址。此時(shí)為了順利啟動(dòng)采集，采集卡上的中斷號和口地址要和主板上的一致，如果程序初始化成功，函數將返回1，否則返回0。
參數PhysAddr用來(lái)確定外部存儲的開(kāi)始地址，參數IRQNum用來(lái)確定板卡的中斷號，參數DMAChn用來(lái)確定板卡的DMA通道，參數IOBase用來(lái)確定板卡的基地址。該例中其相應值為0，5，0，320。
啟動(dòng)采集的過(guò)程：首先要設置采集通道和采集頻率，并確定數據通信方式(單緩沖或多緩沖)，然后啟動(dòng)采集。接下來(lái)程序可自行驅動(dòng)硬件實(shí)現采集，同時(shí)把采集到的數據存儲到指定的緩沖區。
讀取結果：讀取結果是為了方便對數據進(jìn)行處理，把驅動(dòng)程序緩沖區中的數據讀取到應用軟件的數據緩沖區中去。要實(shí)現再次采集數據量，需定義一個(gè)數據緩沖區(或用戶(hù))函數ADBuf(NumSamp*NumChn+1)和一個(gè)內存保存數據函數RecordBuf(NumSamp*NumChn)來(lái)實(shí)現。
數據采集模塊的設計主要是調用動(dòng)態(tài)鏈接庫中的各個(gè)函數來(lái)實(shí)現的，各函數調用的順序是：
(1)調用函數。Initial()；
(2)調用函數StarIntr()；
(3)調用函數ADResult()或ADResuit Rece nt()；
(4)調用函數QueryBuf()；
(5)調用函數StopIntr()。
其中函數StarIntr()實(shí)現開(kāi)始采集功能，函數ADResult()或函數ADResuitRecent()實(shí)現獲得數據功能，函數QueryBuf()實(shí)現緩沖區的查詢(xún)功能，函數StopIntr()實(shí)現中斷采集功能。同時(shí)可以調用其他函數來(lái)實(shí)現特殊的功能，如調用函數ChannelFrq()來(lái)獲取各通道的采樣頻率、調用函數RegisterNotify()可在多緩沖模式下緩沖區滿(mǎn)時(shí)發(fā)出消息、調用函數IOCtrl()來(lái)實(shí)現A／D卡的其他功能等。
其他模塊的設計由于篇幅關(guān)系，這里不再贅述。

5 結論
采用美國NI公司的圖形化軟件平臺LabVIEW完成了基于虛擬儀器的電梯上行超速保護裝置的檢測系統的軟硬件設計，通過(guò)該檢測系統以確保裝置的可靠性和有效性，提高了檢測效率，降低了測量誤差，彌補了傳統檢測技術(shù)的不足。系統中實(shí)時(shí)采集的數據方便了對電梯安全部件的檢測和維修。