【導(dǎo)讀】風(fēng)機(jī)是煤礦、石油、化工、電力、冶金等行業(yè)生產(chǎn)過程中重要的安全設(shè)備。人員的人身安全。尤其是在井下，工作環(huán)境惡劣，事故發(fā)生率較高。機(jī)也有“礦井的肺臟”之稱。煤礦帶來了不少的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過調(diào)查造成這些原因主要有兩個(gè)問題：第一是我。仍在使用，尤其是一些小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，這種現(xiàn)象比較普遍。第二是我國對(duì)于風(fēng)機(jī)。的監(jiān)控技術(shù)比較落后，仍然是以人工操作測(cè)試，手工繪圖為主。試結(jié)果與實(shí)際偏差太大而不能準(zhǔn)確反映風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。準(zhǔn)確的體檢，掌握風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行是否正常，消除隱患，做到科學(xué)管理及使用，建立一個(gè)比較完善的風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)是目前的迫切需求。國外NI公司推出的LABVIEW和傳統(tǒng)軟件相比，圖形化的語言。所以LABVIEW已經(jīng)在測(cè)量測(cè)。而本課題正是為滿足當(dāng)前的形勢(shì)用LABVIEW對(duì)風(fēng)機(jī)的性。然而普遍存在風(fēng)機(jī)老化、更新不及時(shí)等一些影響安全生產(chǎn)。機(jī)進(jìn)行定期檢查而且測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度大大的提高了。產(chǎn)品更受歡迎而在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。用壽命，同時(shí)也能夠?qū)τ龅降墓收线M(jìn)行診斷。

　　

【正文】 測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下： 虛擬儀器系統(tǒng)測(cè)試流程 設(shè)計(jì)步驟如下： （ 1） 根據(jù)測(cè)試目的去設(shè)置數(shù)據(jù)采集設(shè)備。 （ 2） 在前面板設(shè)計(jì)相應(yīng)的控件。 數(shù) 據(jù) 采 集 卡 驅(qū)動(dòng)方程 前面板 應(yīng)用程序 LABVIEW 子模塊 LABVIEW 開發(fā)平臺(tái) PC機(jī) （ 3） 放置框圖和節(jié)點(diǎn)。 （ 4） 將節(jié) 點(diǎn)框圖等連接起來。 （ 5） 運(yùn)行調(diào)試。 流程圖如下： 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 虛擬儀器軟件開發(fā)是基于模塊化設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)鏈接庫，類庫和函數(shù)的和廣泛使用 庫代碼數(shù)量有良好的可重用性。因?yàn)樘摂M儀器具有分層和模塊化特征 ，使系統(tǒng)具有良好的開放性和可擴(kuò)展性，每個(gè)程序可以作為一個(gè)獨(dú)立的程序，或者作為其它 子程序（子 VI）。使用接口板來取代基于文本編程功能的參數(shù)列表 VI，每個(gè)輸入和輸出一個(gè)參數(shù)都有其自己的端口，其他 VI 可因此數(shù)據(jù)傳遞給子 VI。根據(jù)這些特征， LabVIEW 的使用，提高“模塊編程”的概念。一個(gè)應(yīng)用程序可以被分解成多個(gè)彼此獨(dú)立的子任務(wù)，然后創(chuàng)建單獨(dú)的子 VI 完成子任務(wù)，終于在后面板調(diào)用這些程序子 VI，完成本系統(tǒng)所需的功能。 根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能目的，這里采用了模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)清晰，具體結(jié)構(gòu)如下圖： 數(shù)據(jù)采集卡安裝調(diào)試 虛擬儀器前面板設(shè)計(jì) 流程圖編輯 數(shù)據(jù)流編程 子 VI 編程及調(diào)試 運(yùn)行檢驗(yàn) 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)主界面 根據(jù)系統(tǒng)軟件的上所需的實(shí)時(shí)檢測(cè)，顯示，記錄風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)的結(jié)構(gòu)圖，測(cè)試軟件保存測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)處理和畫出風(fēng)機(jī)特性曲線。對(duì)于這樣的多任風(fēng)機(jī)性能遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng) 主界面 選項(xiàng)設(shè)置 信號(hào)采集與控制 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 環(huán)境參數(shù) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 采集卡設(shè)置 傳感器設(shè)置 目錄設(shè)置 采集 控制 計(jì)算 擬合 差壓信號(hào) 靜壓信號(hào) 扭矩信號(hào) 轉(zhuǎn)速信號(hào) 溫度信號(hào) 工況調(diào)試 流量值 動(dòng)壓直 全壓值 功率值 效率值 流量與全壓 流量與靜壓 流量與功率 流量與效率 務(wù)系統(tǒng)中，在該系列 LabVIEW 程序充分利用系統(tǒng)模塊化，系統(tǒng)功能層次和圖形特征成選項(xiàng)設(shè)置，信號(hào)采集和控制，數(shù)據(jù)處理，測(cè)試數(shù)據(jù)讀出和其他顯示模塊，若干這些模塊被編譯為子 VI，最后各個(gè)功能模塊的結(jié)合在了一起，在主界面中調(diào)用這些子 VI 完成該系統(tǒng)的功能要求。 基于模塊化的思想，根據(jù)功能模塊，在 LabVIEW 前面板顯示屏添加相關(guān)控制 按鍵，完成主界面的設(shè)計(jì)。這一章主要是介紹針對(duì)服務(wù)器端程序如何實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的?；谙到y(tǒng)的要求和模塊化設(shè)計(jì)，在 LABVIEW 前面板上添加相應(yīng)的控件和按鈕，完成主界面的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)和其程序如下圖： 從主界面的前面板可以看出，通過前面板操作按鈕來調(diào)用相應(yīng)的幾個(gè) Sub VI完成各項(xiàng)功能的。 該系統(tǒng)中 VI 層次結(jié)構(gòu)如下圖 LABVIEW 系統(tǒng) 主界面說明 選項(xiàng)設(shè)置 信號(hào)采集 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 差壓信號(hào) 靜壓測(cè)量 扭矩測(cè)試 轉(zhuǎn)速測(cè)試 溫度測(cè)試 差壓說明 差壓分析 靜壓說明 靜壓分析 扭矩說明 扭矩分析 轉(zhuǎn)速說明 轉(zhuǎn)速分析 溫度說明 數(shù)據(jù)采集 在這里以差壓信號(hào)測(cè)試為例說明一下本系統(tǒng)如何采集數(shù)據(jù)，首先點(diǎn)擊信號(hào)采集，進(jìn)入信號(hào) 采集模塊，然后再點(diǎn)擊差壓就會(huì)進(jìn)入差壓測(cè)試模塊，進(jìn)入差壓測(cè)試模塊后點(diǎn)擊開始按鈕就開始了數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)擊分析就會(huì)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析模塊。 信號(hào)采集和差壓測(cè)試的前面板如下圖： 數(shù)據(jù)處理 在試驗(yàn)中需要對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理才能得到我們的目的，主要是把測(cè)得的數(shù)據(jù)通過風(fēng)機(jī)的一些性能參數(shù)計(jì)算公式來算出風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的值，最后采用最小二乘法對(duì)風(fēng)機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)來進(jìn)行擬合，從而畫出風(fēng)機(jī)的性能曲線。 數(shù)據(jù)計(jì)算前面板如下： 曲線擬合前面板如下： 試驗(yàn) 數(shù)據(jù) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)在該系統(tǒng)中包含測(cè)得的數(shù)據(jù)和經(jīng)過計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)前面板中點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕就會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)前面板如下圖： 本章小結(jié) 本章介紹了虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)計(jì)過程。也解釋了整個(gè)系統(tǒng)的主要功能框架介紹，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)和模塊系統(tǒng)的功能，對(duì)該系統(tǒng)的主界面進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了分析和解釋，特別是，數(shù)據(jù)采集模塊做了詳細(xì)的介紹。因此，每個(gè)子程序模塊形成在調(diào)用來完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最終體現(xiàn)了LABVIEW 在風(fēng)機(jī)性能測(cè)試的系統(tǒng)中起到的作用，并且 對(duì)該軟件整體框架和具體操作流程做了詳細(xì)介紹。 第六章 總結(jié)與展望 總結(jié) 風(fēng)機(jī)對(duì)于石油、煤礦、化工、電力、冶金這些行業(yè)的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否正常，將對(duì)這些行業(yè)產(chǎn)生造成重要影響。所以對(duì)于風(fēng)機(jī)的檢測(cè)就顯的尤為重要。 本文利用 LABVIEW 對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，將系統(tǒng)分為軟、硬件兩個(gè)部分來研究，再用控制理論的知識(shí)來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，然后通過實(shí)驗(yàn)來完成風(fēng)機(jī)靜壓、差壓、溫度和轉(zhuǎn)速等的測(cè)試以及風(fēng)機(jī)性能曲線的繪制。最終實(shí)驗(yàn)表明本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以達(dá)到風(fēng)機(jī)測(cè)試的要求，而且提高了測(cè)試的可靠性和測(cè)試的效率同時(shí) 也簡化了測(cè)試工作。所以，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是有一定的實(shí)用性和利用價(jià)值的。 風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)對(duì)于煤礦、化工廠等工人的人身安全和避免企業(yè)安全隱患具有重要的意義，然而風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，傳統(tǒng)的測(cè)試方法難以保證其準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)利用了虛擬儀器和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，為風(fēng)機(jī)性能測(cè)試提供了新的方案。 虛擬儀器不是一個(gè)傳統(tǒng)的儀表控制面板，但使用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)圖形環(huán)境，采用可視化圖形化編程語言和平臺(tái)搭建在計(jì)算機(jī)屏幕上的圖形軟面板，以取代傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的儀表盤。有一個(gè)和真實(shí)儀器類似的旋鈕，開關(guān)，燈，和真實(shí)儀器面板上其他控制元件。在操 作中，用戶通過鼠標(biāo)或鍵盤，來測(cè)試通信設(shè)備和操作。大大提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性和操作難度。 最大的好處可以被連接到計(jì)算機(jī)上，以便操作，而且還連接到臺(tái)式計(jì)算機(jī)上，臺(tái)式和便攜式的雙實(shí)現(xiàn)，非常方便。由于其價(jià)格低廉，用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。 整個(gè)系統(tǒng)操作比較簡便，成本也比較低，靈活性較大，而且界面友好，容易被人接受，通用性較強(qiáng)。 研究展望 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)，技術(shù)領(lǐng)域的儀器發(fā)生了巨大變化，美國國家儀器有限公司（ National Instruments）中基于虛擬儀器的理念，在八十年代中期的計(jì)算機(jī)技術(shù)首次提出，虛擬測(cè)試技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)期，其次是各種基于總線的虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)和引進(jìn)。 虛擬儀器是一個(gè)通用計(jì)算機(jī)加軟件和（或）硬件上，從而使用戶操作本機(jī)時(shí)，因?yàn)槭遣僮魉约涸O(shè)計(jì)的專用電子樂器的傳統(tǒng)。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件只是解決了輸入和輸出信號(hào)，該軟件的關(guān)鍵是整個(gè)儀器系統(tǒng)中，任何用戶可以修改的軟件的方法，它是很容易改變的功能和規(guī)模的變化儀表系統(tǒng)，因此，“軟件就是儀器”，他說。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，徹底打破由制造商定義的傳統(tǒng)儀器，用戶無法改變的模式， 將虛擬儀器技術(shù)給用戶一個(gè)充分發(fā)揮自己的才能，想象力的空間。用戶（而不是廠家）可以隨心所欲地根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，以滿足各種應(yīng)用需求。 虛擬儀器系統(tǒng)的概念是在傳統(tǒng)的儀器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及組合儀表技術(shù)概念產(chǎn)品的一大突破。它采用了功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并結(jié)合相應(yīng)的硬件，大大突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理，顯示，限制傳輸，處理等各個(gè)方面，讓用戶可以輕松地維護(hù)它，擴(kuò)展，升級(jí)。虛擬儀器系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種通訊，自動(dòng)化，半導(dǎo)體，航空航天，電子，電氣，化學(xué)和生物制藥，和工業(yè)生產(chǎn)。 由于本人能力和時(shí)間的限制本試驗(yàn)還有一些 不足需要進(jìn)一步完善： （ 1） 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制； （ 2） 完善風(fēng)機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目如軸功率等，本系統(tǒng)缺少的測(cè)試項(xiàng)目； （ 3） 能同時(shí)測(cè)量多個(gè)風(fēng)機(jī)的性能