基于PXI控制器的(de)(de)電梯曳引機(ji)檢(jian)測(ce)方(fang)案(an)，既能(neng)提(ti)高系統的(de)(de)自動化(hua)程度，又能(neng)充(chong)分利用計算機(ji)的(de)(de)運(yun)算、處理、儲(chu)存優勢，解(jie)決人工(gong)管理繁雜問(wen)題。給電梯曳引機(ji)檢(jian)測(ce)工(gong)作帶來極大的(de)(de)擴展性，降低了測(ce)試成本。

測試系統結構

從(cong)整體功能上可將(jiang)測試系(xi)統分(fen)為測量系(xi)統和控制系(xi)統2部分(fen)。測試系(xi)統的結構(gou)組成如圖

測(ce)(ce)(ce)量系(xi)統(tong)以(yi)虛擬儀器技術為(wei)核心，由(you)(you)PXI控(kong)(kong)制器、采(cai)集卡(ka)和(he)互感(gan)器組成，主要完(wan)成測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)過程(cheng)的(de)信號測(ce)(ce)(ce)量、數(shu)據(ju)處理(li)(li)等功能(neng)；控(kong)(kong)制系(xi)統(tong)由(you)(you)PLC、負(fu)載(zai)(zai)試(shi)(shi)驗(yan)臺子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)、脈動(dong)試(shi)(shi)驗(yan)臺子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)以(yi)及擴(kuo)展子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)組成，主要完(wan)成設(she)備(bei)狀態(tai)監(jian)視、設(she)備(bei)控(kong)(kong)制等功能(neng)。負(fu)載(zai)(zai)試(shi)(shi)驗(yan)臺子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)完(wan)成曳引機(ji)(ji)的(de)空載(zai)(zai)、負(fu)載(zai)(zai)、過負(fu)載(zai)(zai)、溫升、失(shi)步檢測(ce)(ce)(ce)；脈動(dong)試(shi)(shi)驗(yan)臺子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)完(wan)成曳引機(ji)(ji)的(de)反電動(dong)勢諧波分析、脈動(dong)力(li)矩分析、制動(dong)器制動(dong)性能(neng)檢測(ce)(ce)(ce)；當(dang)上(shang)述兩個子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)不(bu)能(neng)滿足測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)需求(qiu)時，可開發一(yi)個或多個新的(de)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)，添(tian)加到擴(kuo)展子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)。測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)系(xi)統(tong)以(yi)PXI控(kong)(kong)制器作為(wei)上(shang)位(wei)機(ji)(ji)，上(shang)位(wei)機(ji)(ji)通過OPC通訊完(wan)成對PLC的(de)監(jian)視和(he)控(kong)(kong)制。由(you)(you)PLC控(kong)(kong)制測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)子(zi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)對被測(ce)(ce)(ce)曳引機(ji)(ji)進(jin)行測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)，測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)數(shu)據(ju)由(you)(you)傳(chuan)感(gan)器送到采(cai)集卡(ka)，采(cai)集卡(ka)通過PXI總線將(jiang)數(shu)據(ju)傳(chuan)給上(shang)位(wei)機(ji)(ji)，上(shang)位(wei)機(ji)(ji)完(wan)成數(shu)據(ju)處理(li)(li)和(he)存儲，并自(zi)動(dong)生成實驗(yan)報告(gao)。

測試系統的硬件設計

根(gen)據測試系統結構(gou)，分別設計各(ge)個部分的硬(ying)件(jian)，設計的硬(ying)件(jian)滿足(zu)5kW~45kW曳(ye)引(yin)機的測試要求。

上位機硬件設計

系(xi)統上位機采用(yong)(yong)(yong)PXI總(zong)線，并(bing)引用(yong)(yong)(yong)PXI嵌(qian)入式控制器和(he)PXI測量設備。硬件采用(yong)(yong)(yong)基于PXI總(zong)線功(gong)能(neng)強大的模塊化虛擬儀器，充(chong)分發揮了PXI總(zong)線的優勢。本(ben)文采用(yong)(yong)(yong)凌華的PXI．3950控制器和(he)PXIS。2508機箱(xiang)。PXI-3950是(shi)專為PXI平(ping)臺混合測試系(xi)統而設計研發的PxIT嵌(qian)入式控制器，采用(yong)(yong)(yong)Intel~Pentium~M或Intel~CoreTM2Duo處理器，能(neng)夠為各種(zhong)測試和(he)測量應(ying)用(yong)(yong)(yong)提供穩固的操作環境；PXIS．2508機箱(xiang)可以兼容(rong)PXI和(he)CompactPCI規范，提供1個(ge)系(xi)統槽和(he)7個(ge)外設槽來(lai)滿足系(xi)統隨(sui)時擴展的測試需求(qiu)。

數據采集硬件設計

對于不同(tong)類型的信號(hao)(hao)需(xu)要使(shi)用(yong)不同(tong)性能的采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)，基于曳引(yin)機(ji)測(ce)(ce)試的信號(hao)(hao)需(xu)求，選取(qu)凌華PXI．2022采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)。采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)提(ti)供了8／16通(tong)道差分輸(shu)入，16位(wei)A／D轉換(huan)器(qi)，采(cai)(cai)(cai)樣(yang)速率可(ke)達250kHz，可(ke)滿足(zu)測(ce)(ce)試系(xi)統模擬量(liang)采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)需(xu)求；采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)提(ti)供2通(tong)道32位(wei)計數器(qi)可(ke)滿足(zu)測(ce)(ce)試系(xi)統脈(mo)沖(chong)信號(hao)(hao)采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)需(xu)求。在多(duo)采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)的應用(yong)場(chang)合(he)，可(ke)通(tong)過PXI總線(xian)觸(chu)發實現多(duo)卡(ka)(ka)同(tong)步采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)，使(shi)系(xi)統的應用(yong)極具靈活性。凌華還提(ti)供了32位(wei)LabVⅢW驅動程序，將PXI數據(ju)采(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)與LabVIEW軟(ruan)件(jian)開發平臺結合(he)在一(yi)起。

負載試驗臺子模塊硬件設計

負載試驗臺硬件為(wei)交直流(liu)電機對拖系統，結構如(ru)圖

一般曳(ye)引機額(e)定轉速都小于255r／min，若要通過高轉速的直(zhi)流(liu)(liu)機模(mo)擬負(fu)載，必(bi)須(xu)為對拖系統(tong)配置變速箱(xiang)。被測曳(ye)引機通過矢量控(kong)制型變頻器(qi)(qi)驅動，直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)機通過四象(xiang)限運行(xing)的直(zhi)流(liu)(liu)驅動器(qi)(qi)驅動。

負載(zai)試(shi)驗臺工(gong)作原(yuan)理：試(shi)驗中直流電機(ji)為被測(ce)機(ji)的(de)動(dong)力輸出(chu)提供(gong)負載(zai)，并吸(xi)收被測(ce)機(ji)的(de)機(ji)械能量，直流驅動(dong)器通過控制(zhi)(zhi)直流電機(ji)的(de)上網電流控制(zhi)(zhi)被測(ce)機(ji)的(de)扭矩，實(shi)現被測(ce)機(ji)的(de)負載(zai)、過負載(zai)、溫升、失步性能的(de)測(ce)量。

脈動試驗臺子模塊硬件設計

脈(mo)動(dong)試驗臺子(zi)模塊(kuai)是以曳引(yin)(yin)機(ji)作為原動(dong)機(ji)直接拖動(dong)被測曳引(yin)(yin)機(ji)，結構如圖(tu)

曳引(yin)機(ji)通(tong)過矢量(liang)控(kong)制(zhi)型變頻器驅動(dong)，被測(ce)曳引(yin)機(ji)為從(cong)動(dong)機(ji)。為滿足反電勢(shi)和(he)脈動(dong)力矩(ju)測(ce)量(liang)的(de)范圍(wei)需求，試驗(yan)中被測(ce)曳引(yin)機(ji)轉速(su)和(he)功(gong)率必須要小于等于曳引(yin)機(ji)的(de)轉速(su)和(he)功(gong)率。

脈動(dong)(dong)試(shi)(shi)驗臺工作原理：反(fan)電(dian)動(dong)(dong)勢諧波(bo)分析(xi)試(shi)(shi)驗中變頻器(qi)(qi)為速度模式，曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)為被(bei)測(ce)(ce)曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)提(ti)供均勻(yun)的(de)(de)轉(zhuan)速，測(ce)(ce)量系(xi)統則自動(dong)(dong)測(ce)(ce)量被(bei)測(ce)(ce)曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)進(jin)(jin)線繞組端(duan)電(dian)壓及(ji)諧波(bo)分量；脈動(dong)(dong)力矩(ju)試(shi)(shi)驗中曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)調節自身的(de)(de)輸(shu)出轉(zhuan)矩(ju)，并(bing)為被(bei)測(ce)(ce)曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)提(ti)供小于40r／min的(de)(de)轉(zhuan)速，同時(shi)測(ce)(ce)量系(xi)統自動(dong)(dong)記錄轉(zhuan)軸上轉(zhuan)矩(ju)的(de)(de)波(bo)形(xing)；制(zhi)動(dong)(dong)器(qi)(qi)性能試(shi)(shi)驗中制(zhi)動(dong)(dong)器(qi)(qi)抱閘(zha)，再由(you)曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)拖(tuo)動(dong)(dong)被(bei)測(ce)(ce)曳(ye)(ye)(ye)引機(ji)(ji)進(jin)(jin)行(xing)旋(xuan)轉(zhuan)，同時(shi)測(ce)(ce)量系(xi)統自動(dong)(dong)記錄轉(zhuan)軸上的(de)(de)波(bo)形(xing)，并(bing)計算靜摩擦力和(he)動(dong)(dong)摩擦力的(de)(de)大(da)小。

測試系統軟件設計

測(ce)試系(xi)(xi)統(tong)(tong)軟(ruan)(ruan)件主要完成控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和測(ce)量(liang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的人機界面的開發，具體開發的軟(ruan)(ruan)件功能(neng)如(ru)圖(tu)

測(ce)試系(xi)(xi)統軟(ruan)件(jian)在LabVIEW平臺上進行(xing)二次開發設(she)(she)計，運(yun)用LabVIEW模(mo)塊化設(she)(she)計的思想(xiang)，依據系(xi)(xi)統軟(ruan)件(jian)功(gong)能(neng)劃(hua)分為相對獨立的功(gong)能(neng)模(mo)塊，繼而對各功(gong)能(neng)模(mo)塊進行(xing)開發設(she)(she)計。

測試系統(tong)軟件采用順序(xu)流程結(jie)構設計(ji)，工作流程圖如圖

程序首先(xian)初始化(hua)運行(xing)各功能模(mo)(mo)塊，并(bing)通過NI OPC Server和PLC建立通訊，各功能模(mo)(mo)塊處于就(jiu)緒狀(zhuang)態(tai)；然后(hou)由用(yong)戶(hu)選(xuan)擇(ze)曳引機規格，程序則(ze)調用(yong)該規格參(can)數(shu)(shu)并(bing)發(fa)送(song)到(dao)下位(wei)機，如往變頻器中設置(zhi)被曳引機的額(e)定電流、額(e)定電壓、額(e)定功率、電機極(ji)對數(shu)(shu)等(deng)參(can)數(shu)(shu)；再由用(yong)戶(hu)選(xuan)擇(ze)試(shi)(shi)(shi)驗臺及(ji)測試(shi)(shi)(shi)項目，程序則(ze)調用(yong)不同的試(shi)(shi)(shi)驗功能模(mo)(mo)塊，之后(hou)程序判(pan)斷是否開(kai)始測試(shi)(shi)(shi)；測試(shi)(shi)(shi)開(kai)始以后(hou)，程序控制下位(wei)機開(kai)啟(qi)設備，同時測量系統開(kai)始測量試(shi)(shi)(shi)驗信號并(bing)對數(shu)(shu)據進行(xing)處理、保存直至測試(shi)(shi)(shi)結(jie)束。

測試系統驗證

為(wei)驗證測試系統的(de)準確(que)性，對曳(ye)引機進行了負載性能測試，將得到的(de)數據與日本橫(heng)河WT3000功率分析(xi)儀測得的(de)數據進行比較。

實驗儀器

采(cai)用橫河WT3000高精(jing)度功率分析儀、日置(zhi)電流互感(gan)器(qi)和品致電壓(ya)互感(gan)器(qi)作為實驗測量儀器(qi)。

實驗過程

由用戶選擇(ze)曳引(yin)機(ji)規格和試驗(yan)測試項目，測試開(kai)始。軟件給下(xia)位(wei)機(ji)發送(song)試驗(yan)開(kai)始指令，下(xia)位(wei)機(ji)通過系(xi)統反饋的實際轉矩來調節被測曳引(yin)機(ji)的負載(zai)。當上位(wei)機(ji)收到數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)指令后，系(xi)統自動采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)，與(yu)此同時人工打印WT3000的測量(liang)數(shu)據(ju)。

實驗結果

實驗結果如圖

圖中LV為測試(shi)系統(tong)測量(liang)結(jie)果；WT3000為橫(heng)河儀器測量(liang)結(jie)果。從圖可以看出，兩(liang)種測試(shi)方法獲得的(de)電流、電壓、功(gong)率(lv)功(gong)率(lv)因素和輸(shu)入功(gong)率(lv)數(shu)據誤差(cha)都很小，說(shuo)明測試(shi)系統(tong)準確性比(bi)較高。

測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)系統(tong)(tong)以虛擬(ni)儀器技(ji)術(shu)為核心，通過(guo)軟硬件(jian)的(de)無縫集成，以合理的(de)配置實現了曳(ye)(ye)引機各項性能(neng)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)要(yao)求。經實際(ji)應用表明該系統(tong)(tong)在測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)效率、測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)精度、靈(ling)活(huo)性、可(ke)(ke)靠性等方面具有優越(yue)性，解決(jue)了傳(chuan)統(tong)(tong)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)方法存在的(de)人為誤差和工作效率低等問題(ti)。同時該測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)系統(tong)(tong)采(cai)用模塊(kuai)化設計可(ke)(ke)以方便地(di)進行軟硬件(jian)的(de)擴展(zhan)。除(chu)現有的(de)兩(liang)個測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)功(gong)能(neng)子模塊(kuai)以外，還可(ke)(ke)根據實際(ji)需要(yao)，開發出新(xin)的(de)擴展(zhan)模塊(kuai)，充分體現了靈(ling)活(huo)性和可(ke)(ke)擴展(zhan)性的(de)特(te)點(dian)。該測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)系統(tong)(tong)為曳(ye)(ye)引機性能(neng)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)提(ti)供(gong)可(ke)(ke)靠的(de)技(ji)術(shu)支撐，在實際(ji)應用中有較高的(de)參考價(jia)值(zhi)。

PCBA加工產能

制造能力	PCBA服務	設備清單
4條SMT生產線	電路板類型（盲埋孔、阻抗、厚銅、HDI）	Fuji CP8 Series SMT貼片機
2條DIP插件生產線	工藝類別（SMT/DIP）	全自動錫膏印刷機
0201元件貼裝	ICT測試	10溫區回流焊
0.25mm BGA	FCT功能測試	AOI光學檢測儀
SMT 400萬點/日	BIT老化測試	波峰焊（有鉛、無鉛）
DIP 100萬點/日	Box Building成品組裝	ICT測試工作臺

PCBA工藝能力

項目			批量加工	打樣
PCBA加工SMT工藝能力	長*寬	最小尺寸	50*30
		最大尺寸	150*350	最大邊長低于800mm
	厚度	最低厚度	0.8
		最高厚度	5
PCBA加工DIP工藝能力	長*寬	最小尺寸	50*30
		最大尺寸	500*350	最大邊長低于1000mm
	厚度	最低厚度	0.8
		最高厚度	5
PCBA貼片加工元件規格	規格大小	最小規格	0603（0201） 0402（）
		最大尺寸	45*45	68*68
		元件厚度	25.4
	QFP封裝	最小腳距	0.4	0.3
	BGA封裝	最小腳距	0.5	0.3

PCBA交期說明

項目	加工數量
	少于100件	100-1000件	多于1000件
交期	少于3天	少于5天	3天開始交貨
備注	SMT快件最快8小時交(jiao)付； 合格率保證(zheng)在(zai)99%以(yi)上； 交期計算從(cong)客戶資(zi)料、物(wu)料確認完畢后開始計算