基于虛擬儀器的特性測試參數數據庫的設計

0 引言

在實(shí)際的測量測試系統中，用戶(hù)有時(shí)希望能夠實(shí)時(shí)顯示數據，而有時(shí)又希望動(dòng)態(tài)的測試數據能夠存人數據庫，以備后續分析和處理。本文為用戶(hù)設計的電機轉子振動(dòng)特性參數測試系統中，采用基于LabVIEW和PCI的虛擬儀器測試系統，通過(guò)控制轉子振動(dòng)模擬調速器-調理器對撓性轉子軸系的強迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的特性參數進(jìn)行采集和處理。

基于LabVIEW的虛擬儀器測試系統，通過(guò)AnalogInput模板中的AI Acquire Waveform子模板對DAQ進(jìn)行編程，按照指定的采樣頻率(sample rafe端口)，控制一個(gè)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(guān)表中，用戶(hù)可隨時(shí)調用數據庫中的測試數據來(lái)分析電機轉子的振動(dòng)特性，實(shí)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(kāi)發(fā)平臺實(shí)現測試數據錄入數據庫，以及數據庫的訪(fǎng)問(wèn)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(guān)系數據庫管理系統。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添加系統數據源DSN中，并選擇該系統數據源的驅動(dòng)程序，本文所選驅動(dòng)程序為SQL Serv-er，任何具有權限的用戶(hù)都可以訪(fǎng)問(wèn)該數據源；

c) 在查詢(xún)分析器中利用create命令創(chuàng )建1個(gè)Test表，表的第1個(gè)列名為T(mén)ime，數據類(lèi)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(hù)權限，權限決定用戶(hù)能夠對哪些數據對象執行哪種操作以及能夠訪(fǎng)問(wèn)、修改哪些數據。

2 測試數據的選擇

本轉子振動(dòng)模擬試驗臺共裝有5個(gè)傳感器，分別為：2個(gè)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(dòng)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(dòng)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(hù)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(xiàn)端，并可按測試要求進(jìn)行參數設置。

基于LabVIEW的測試系統程序設計中，在Lab-VIEW軟件平臺的前面板上放置7個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕代表7個(gè)信號輸出，為方便程序處理，把7個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕組成布爾數組。同時(shí)，由于A(yíng)I Waveform Acquire的channel端口的輸入是I／O通道選擇，須手動(dòng)設置通道選擇，為了實(shí)現開(kāi)關(guān)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(gè)I／O節點(diǎn)的值分別設置為0，1，2，3，4，5，6，對應著(zhù)數據采集卡的7個(gè)通道，布爾型數組經(jīng)search lD array節點(diǎn)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(jīng)In-dex array節點(diǎn)后的輸出便是用戶(hù)所選的通道，用戶(hù)只要根據需要按下相應的按鈕即可?？驁D程序如圖1所示。

3 LabVIEW對數據庫的訪(fǎng)問(wèn)

本文采用LabSQL實(shí)現Labview對數據庫的訪(fǎng)問(wèn)。LabSQL是利用LabVIEW開(kāi)發(fā)的多數據庫、跨平臺的LabVIEW數據庫訪(fǎng)問(wèn)工具包。LabSQL VIS按功能可分為4類(lèi)：

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(jìn)行各種操作；

d) 高層VIS：對前3類(lèi)VIS進(jìn)一步進(jìn)行功能的封裝。

3.1 數字型數組轉換為字符串模塊

經(jīng)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(guò)右鍵AI AcquireWaveform節點(diǎn)的Waveform端口進(jìn)行切換)，此處選擇一維數組。而SQL中的插入語(yǔ)句要求是字符串語(yǔ)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(kāi)，框圖程序如圖2所示。

3.2 LabVIEW訪(fǎng)問(wèn)數據庫流程

利用LabSQL訪(fǎng)問(wèn)數據庫的步驟大致分為4步：

a) 通過(guò)ADO Create.vi創(chuàng )建一個(gè)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執行對數據庫的操作(查詢(xún)、添加、刪除、修改)；

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

LabVIEW訪(fǎng)問(wèn)數據庫的流程圖如圖3所示。

3.3 LabVIEW訪(fǎng)問(wèn)數據庫的總體程序設計

為了使框圖的結構更加簡(jiǎn)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(gè)程序作為兩個(gè)功能模塊(通道選擇模塊、array to string模塊)進(jìn)行調用，完整的LabVIEW訪(fǎng)問(wèn)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(fǎng)問(wèn)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(diǎn)數，點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，此時(shí)進(jìn)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(guān)信息就被錄入到指定的數據庫中。

2) 數據查詢(xún)

技術(shù)人員或故障診斷專(zhuān)家要想對實(shí)驗數據進(jìn)行后續處理，可以根據實(shí)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(yǔ)句輸人框中輸入對應的SQL語(yǔ)句，如用戶(hù)想要查詢(xún)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(shí)用戶(hù)可在前面板中觀(guān)察這段時(shí)間內的波形。

3) 數據修改

除了上述兩種常見(jiàn)操作外，用戶(hù)還可以通過(guò)該程序對數據進(jìn)行刪除等其他更改操作，操作方法與數據查詢(xún)操作類(lèi)似。

4 結束語(yǔ)

隨著(zhù)被測試系統的大型化、復雜化、網(wǎng)絡(luò )化，對測試系統要求越來(lái)越高，不但要有對儀器系統的管理，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成為必然。實(shí)際證明，本文介紹的方法在實(shí)際應用中取得了一定的效果，而且，稍做改動(dòng)后還可用于其他測試系統，即它的可擴展性很強。