Page 121 - 《橡塑技术与装备》2022年12期

工业自动化 肖琴 等·基于 LabVIEW 的多通道数据通讯应用

基于 LabVIEW 的多通道数据通讯应用

肖琴，高华，黄县强，吴健
( 中策橡胶集团股份有限公司，浙江 杭州 310018)

摘要 ： 针对轮胎滚动阻力特性评价的需求，运用 LabVIEW 虚拟仪器平台作为上位机软件开发工具，结合多种通讯方式搭建
了一套数据采集控制系统。基于轮胎滚动阻力功率法测量方法构建了数据通讯的硬件结构，利用 VISA 函数实现对功率计测量数
据的读取，采用高性能 PCI 板卡对负荷进行测量与调节，通过调用动态链接库的方式与 Beckhoff PLC 进行数据交换，实验结果
验证了程序的可行性。
关键词 ： LabVIEW ；功率法 ； VISA ； DAQmx ； TwinCAT ；数据通讯
中图分类号 ： TQ330.493 文章编号 ： 1009-797X(2022)12-0065-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.12.015

0 引言 嵌入式 PC 控制测试操作、数据采集和处理，研华公
轮胎的耐久性能与滚动阻力都是评价轮胎特性 司的工业级平板 IPC 进行数据显示和存储。
的重要指标，相关测试设备都有类似的机械构架与测 滚动阻力根据测量参数的区分，可大致分为以下
试数据，将两种性能测试整合在同一设备上可以为工 四种测量方法 ：测力法、扭矩法、功率法、减速度法。
厂省下一笔不菲的开销。依托当下流行的虚拟仪器 基于耐久性能试验机的基础上，采用功率法测量滚
软件 LabVIEW 为上位机开发基础，根据系统工作原 动阻力较易实现，设备改动小。根据 GB/T 18861—
理将测试所需采集的数据集中处理实现整合的功能。 2012《汽车轮胎和摩托车轮胎滚动阻力试验方法多点
LabVIEW 使用图形化编程语言编写程序，操作方便 试验》标准功率法滚动阻力公式如下式 ：
灵活程序移植性强，函数库包括数据通信、信号处理、 F r =(3.6V×A)/U n -F pl （1）
统计分析、数据库及报表生产等，在现代测控应用中 式中为试验机驱动电机的电压，单位为伏特 ； A
有着广泛的应用。LabVIEW 拥有强大的数据采集能 为试验机驱动电机的电流，单位为安培 ； U n 为转鼓速
力，不仅能够以插卡式数据采集设备发送和检测模拟 度，单位为 km/h ； F pl 为附加损失，单位为牛顿，依
信号和数字信号，也可通过 GPIB 总线或计算机内的 照机器法计算。
USB 接口、以太网及串行口很容易地实现数据传输 [1] 。 通过公式可见采用功率法测量滚动阻力时试验机
的电源质量对其影响很大，必须要在进线侧稳定电源，
1 系统原理 减小电源的波动，尽量降低计算偏差。
试 验机 由 调 速装 置 拖动 电 机 带动 转 鼓旋 转， 在
液压油缸的作用下轮胎压靠在转鼓表面进行耐久性 2 硬件结构
能试验。轮胎加载工位的主要由滑台总成、直线导 主控制系统采用 Beckhoff CX9020 嵌入式 PC，
轨、液压油缸、负荷传感器及试验轮胎 / 轮辋总成等 操作系统为 Windows Embedded Compact 7，基于
组成，滑台在液压油缸的推动下沿着直线导轨做往复 ARMv7-A 架构，应用 "i.MX535 CortexTM-A8" 处
直线运动，将安装在工位连接盘法兰上的试验轮胎压 理器，带有 2 个 RJ45 以太网交换接口、 4 个 USB 接口、
向转鼓或离开转鼓，由安装在滑台上的负荷传感器将 1 个 DVI-D 接口、1 个可选串行接口、2 个 MicroSD
测量到的加载数值传送给主控制柜，进而实现载荷的 插槽、1GB 的 DDR3 内存。CX9020 自带的两个以太
显示、调节、控制及打印等工作。控制系统包括调速
作者简介 ：肖琴 (1988-)，中级工程师，硕士研究生，主
闭环控制系统和主控制系统，调速闭环控制系统由
要从事领域为电气应用控制。
SIEMENS 调速装置完成，主控制台由德国 Beckhoff 收稿日期 ：2022-03-15

年
2022 第 48 卷 ·65·