基于PXI總線的空調(diào)設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　運(yùn)用虛擬儀器的思想，以NI LabVIEW8.5為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)檢測(cè)與故障診斷軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“檢測(cè)診斷軟件”），該軟件與系統(tǒng)硬件一起構(gòu)成完整的測(cè)試診斷系統(tǒng)。

　　檢測(cè)診斷軟件按空調(diào)設(shè)備的三大類(lèi)試驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)了自動(dòng)工況模擬、調(diào)溫特性和電參數(shù)特性三個(gè)試驗(yàn)?zāi)K。每個(gè)試驗(yàn)?zāi)K具有選擇被測(cè)通道、設(shè)置采樣參數(shù)和處理采集數(shù)據(jù)的功能，使用者可根據(jù)具體試驗(yàn)項(xiàng)目所測(cè)的物理量，選擇采集卡上相應(yīng)的被測(cè)通道；通過(guò)改變采樣參數(shù)（采樣點(diǎn)數(shù)、采樣頻率）來(lái)改善試驗(yàn)效果；通過(guò)LabVIEW8.5中自帶的信號(hào)分析、數(shù)學(xué)運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)分析等子VI將這些原始數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成實(shí)際工程量數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、濕度、電壓和電流等，然后與這些參數(shù)的設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，如超出閾值界限，則及時(shí)以紅燈閃爍的報(bào)警形式通知用戶(hù)。同時(shí)，報(bào)警結(jié)果可自動(dòng)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，供故障診斷系統(tǒng)分析。為了完成上述功能，主要需要如下功能模塊：

　　圖4檢測(cè)診斷軟件架構(gòu)圖

　　1） 硬件配置與管理模塊：主要完成對(duì)硬件的配置與管理，是連接測(cè)試系統(tǒng)硬件與軟件的橋梁，

　　2） 硬件自檢模塊：測(cè)試系統(tǒng)自身功能的正確性，確保不會(huì)因?yàn)闇y(cè)試設(shè)備的故障導(dǎo)致產(chǎn)品測(cè)試工作失敗。

　　3） 校準(zhǔn)模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)所用硬件的校準(zhǔn)。

　　4） 閾值設(shè)置模塊：主要完成對(duì)被測(cè)參數(shù)顯示范圍（顯示下限和顯示上限）和報(bào)警閾值（報(bào)警下限和報(bào)警上限）的設(shè)置，為數(shù)據(jù)顯示和故障判斷提供執(zhí)行依據(jù)。

　　5） 信號(hào)控制和采集模塊：完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的控制和采集。

　　6） 數(shù)據(jù)保存模塊：完成對(duì)采集信號(hào)的保存。

　　7） 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)故障形式和故障狀態(tài)的存儲(chǔ)，并在故障存在的情況下，自動(dòng)啟動(dòng)故障診斷系統(tǒng)。

　　8） 數(shù)據(jù)回放模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)保存數(shù)據(jù)的回放，方便用戶(hù)觀察數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。

　　9） 幫助模塊：對(duì)整個(gè)測(cè)試軟件進(jìn)行說(shuō)明，方便用戶(hù)使用。

　　其中硬件配置與管理模塊的界面如圖5所示。它由四個(gè)部分組成，分別是任務(wù)管理、配置管理、SCALE管理和設(shè)備管理，其中任務(wù)管理的功能是顯示已配置好的任務(wù)，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的選定、改名和刪除等操作；配置管理的功能是添加或修改配置，使之滿(mǎn)足測(cè)試需求，然后將選定的配置轉(zhuǎn)換為任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)硬件通道合理配置的主戰(zhàn)場(chǎng)；SCALE管理的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試信號(hào)的標(biāo)定，使物理信號(hào)以其實(shí)際單位（比如：Mpa、m/s等）存儲(chǔ)和顯示，而不是以電信號(hào)的單位（比如：V、mA等）存儲(chǔ)和顯示；設(shè)備管理的功能是顯示所有插入的板卡及其在本測(cè)試系統(tǒng)的功能信息等。

　　圖5 硬件配置與管理模塊

　　圖6是信號(hào)采集和控制的界面。在通道配置之前，對(duì)相應(yīng)的硬件進(jìn)行自檢，可確保不會(huì)因?yàn)闇y(cè)試設(shè)備的故障導(dǎo)致產(chǎn)品測(cè)試工作失敗。在進(jìn)行通道配置時(shí)，用戶(hù)可根據(jù)測(cè)試需要，自定義測(cè)試信號(hào)類(lèi)型（溫度、濕度、壓力或運(yùn)行電參數(shù)）和通道數(shù)量，具有很強(qiáng)的通用性和靈活性。

　　圖6 信號(hào)采集和控制的界面

　　3. 試驗(yàn)測(cè)試

　　為了驗(yàn)證本系統(tǒng)的功能是否完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，開(kāi)展了功能測(cè)試試驗(yàn)、平均無(wú)故障時(shí)間試驗(yàn)等。在報(bào)警和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及回放的功能試驗(yàn)中，首先通過(guò)軟件閾值設(shè)置窗口完成測(cè)試參數(shù)報(bào)警閾值的設(shè)置，然后人為地改變冷凝器和蒸發(fā)器的進(jìn)風(fēng)溫度，當(dāng)溫度值高于或低于設(shè)置的閾值時(shí)，報(bào)警燈變亮，溫度的變化曲線則如圖7所示。

　　圖7 冷凝器和蒸發(fā)器溫度變化曲線

　　通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試，證明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)置方便，功能齊全，完全滿(mǎn)足項(xiàng)目的技術(shù)要求。

　　三、總結(jié)與展望

　　空調(diào)設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)主要是通過(guò)虛擬儀器技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，給出故障信號(hào)及測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)故障診斷系統(tǒng)推理進(jìn)行故障診斷，給出故障模式。該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種信號(hào)（溫度、壓力、高電壓、大電流）的控制和測(cè)量，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)和離線分析。

　　本套系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)際工業(yè)使用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)試任務(wù)靈活方便，分析模塊功能強(qiáng)大，很好地滿(mǎn)足了對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的需求，提高了測(cè)試效率。

　　該系統(tǒng)通用性強(qiáng)，在故障診斷行業(yè)具有良好的推廣意義。