基于虛擬儀器的特性測試參數(shù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

0 引言

在實(shí)際的測量測試系統(tǒng)中，用戶有時(shí)希望能夠?qū)崟r(shí)顯示數(shù)據(jù)，而有時(shí)又希望動(dòng)態(tài)的測試數(shù)據(jù)能夠存人數(shù)據(jù)庫，以備后續(xù)分析和處理。本文為用戶設(shè)計(jì)的電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性參數(shù)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(zhuǎn)子振動(dòng)模擬調(diào)速器-調(diào)理器對撓性轉(zhuǎn)子軸系的強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的特性參數(shù)進(jìn)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(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(shù)目(num-ber of samples端口)的數(shù)據(jù)。利用LabSQL模板中一些功能模塊的組合就可將采集到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)錄入事先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫的相關(guān)表中，用戶可隨時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的測試數(shù)據(jù)來分析電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)運(yùn)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(tái)實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，以及數(shù)據(jù)庫的訪問設(shè)計(jì)，給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法和步驟。

1 原始數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

本文采用SQL Server 2000關(guān)系數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫DAQ；

b) 將DAQ添加系統(tǒng)數(shù)據(jù)源DSN中，并選擇該系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的驅(qū)動(dòng)程序，本文所選驅(qū)動(dòng)程序?yàn)镾QL Serv-er，任何具有權(quán)限的用戶都可以訪問該數(shù)據(jù)源；

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

d) 設(shè)置用戶權(quán)限，權(quán)限決定用戶能夠?qū)δ男?shù)據(jù)對象執(zhí)行哪種操作以及能夠訪問、修改哪些數(shù)據(jù)。

2 測試數(shù)據(jù)的選擇

本轉(zhuǎn)子振動(dòng)模擬試驗(yàn)臺(tái)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(hào)調(diào)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(hào)調(diào)理輸出、光電傳感器轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理輸出、編碼轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理輸出、磁阻轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理輸出。用戶可根據(jù)需要把被測對象的信號(hào)輸出連接到PCI-6024E的I／O接線端，并可按測試要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

基于LabVIEW的測試系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中，在Lab-VIEW軟件平臺(tái)的前面板上放置7個(gè)開關(guān)按鈕代表7個(gè)信號(hào)輸出，為方便程序處理，把7個(gè)開關(guān)按鈕組成布爾數(shù)組。同時(shí)，由于AI Waveform Acquire的channel端口的輸入是I／O通道選擇，須手動(dòng)設(shè)置通道選擇，為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)按鈕通道選擇，可在前面板上放置大小為7的I／O數(shù)組，7個(gè)I／O節(jié)點(diǎn)的值分別設(shè)置為0，1，2，3，4，5，6，對應(yīng)著數(shù)據(jù)采集卡的7個(gè)通道，布爾型數(shù)組經(jīng)search lD array節(jié)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(shù)組經(jīng)In-dex array節(jié)點(diǎn)后的輸出便是用戶所選的通道，用戶只要根據(jù)需要按下相應(yīng)的按鈕即可?？驁D程序如圖1所示。

3 LabVIEW對數(shù)據(jù)庫的訪問

本文采用LabSQL實(shí)現(xiàn)Labview對數(shù)據(jù)庫的訪問。LabSQL是利用LabVIEW開發(fā)的多數(shù)據(jù)庫、跨平臺(tái)的LabVIEW數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫之間的連接；

c) Recordset VIS：對數(shù)據(jù)庫中記錄進(jìn)行各種操作；

d) 高層VIS：對前3類VIS進(jìn)一步進(jìn)行功能的封裝。

3.1 數(shù)字型數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串模塊

經(jīng)PCI-6024E采集到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)可以是波形數(shù)據(jù)或一維數(shù)字型數(shù)組(可通過右鍵AI AcquireWaveform節(jié)點(diǎn)的Waveform端口進(jìn)行切換)，此處選擇一維數(shù)組。而SQL中的插入語句要求是字符串語句，因而有必要將數(shù)字型數(shù)組轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)庫流程

利用LabSQL訪問數(shù)據(jù)庫的步驟大致分為4步：

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

b) 利用ADO Connection Open.vi建立與數(shù)據(jù)庫的連接；

c) 利用ADO SQL Execute.vi執(zhí)行對數(shù)據(jù)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(guān)閉與數(shù)據(jù)庫之間的連接。

LabVIEW訪問數(shù)據(jù)庫的流程圖如圖3所示。

3.3 LabVIEW訪問數(shù)據(jù)庫的總體程序設(shè)計(jì)

為了使框圖的結(jié)構(gòu)更加簡潔，從而使應(yīng)用程序的調(diào)試、理解和維護(hù)更加容易，虛擬儀器框圖程序通常采用模塊化程序設(shè)計(jì)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(diào)用，完整的LabVIEW訪問數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫的操作

1) 數(shù)據(jù)錄入

運(yùn)行上述程序后，選擇所需通道，設(shè)置好采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)，點(diǎn)擊開始按鈕，此時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如果再按下數(shù)據(jù)錄入按鈕，則采集到的數(shù)據(jù)連同一些相關(guān)信息就被錄入到指定的數(shù)據(jù)庫中。

2) 數(shù)據(jù)查詢

技術(shù)人員或故障診斷專家要想對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理，可以根據(jù)實(shí)際需要從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。程序運(yùn)行后，在前面板的SQL Server語句輸人框中輸入對應(yīng)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(shù)據(jù)，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)用戶可在前面板中觀察這段時(shí)間內(nèi)的波形。

3) 數(shù)據(jù)修改

除了上述兩種常見操作外，用戶還可以通過該程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行刪除等其他更改操作，操作方法與數(shù)據(jù)查詢操作類似。

4 結(jié)束語

隨著被測試系統(tǒng)的大型化、復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和管理功能，因而將數(shù)據(jù)庫納入測試系統(tǒng)成為必然。實(shí)際證明，本文介紹的方法在實(shí)際應(yīng)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(tǒng)，即它的可擴(kuò)展性很強(qiáng)。