Page 122 - 《橡塑技术与装备》2022年12期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
网交换接口分别为 X000 和 X001，接口 X000 接入工 谐波等功耗参数。通讯接口标配有 USB 接口、GP-IB
控机与 LabVIEW 通讯，接口 X001 通过 EtherCAT 总 /RS-232，可选配以太网接口，其中 USB 接口支持
线耦合器 EK1100 连接输入输出模块。调速装置则以 USBTMC 协议，此处选用 USB 通讯接口与 LabVIEW
Profibus 总线通讯方式通过 PROFIBUS 主 / 从站端子 上位机连接。
模块接入控制器，传输转鼓速度命令及状态数据。
负荷控制选用德国 HBM C2 扭环式称重传感器 3 软件设计
作载荷测量，液压伺服阀控制油缸动作作载荷调节， 3.1 USB 接口通讯
通过 NI 多功能 I/O 设备 PCI-6281 模拟量通道与 NI-VISA 是一种用来与各种仪器总线进行通讯
LabVIEW 上位机数据传输。PCI-6281 是一款多功 的高级应用编程接口，利用 VISA 函数可对 USB、
能的高精度数据采集板卡，具有 16 路 AI、2 路 AO、 GPIB、串口、PXI、VXI 和以太网系统进行配置、编
24 路 DIO、两个 32 位计数器 / 定时器以及模拟和数 程 和 调 试 [2] 。NI-VISA 有 两 类 函 数 可 支 持 USB 通
字触发，可实现精密传感器的测量数据传送。模拟量 讯，分别为 USB INSTR 设备和 USB RAW 设 备。
输入为 8 路差分通道或 16 路单端通道，ADC 分辨率 USBTMC 设备符合 VISA USB INSTR 类函数能够
为 18 位，采样率单通道最大为 625 kS/s，多通道最 理 解 的协 议， 通 讯 时无 需 配 置 NI-VISA， 只 需使 用
大为 500 kS/s，最大电压范围为 ±10 V，最小电压范 “VISA Open”、“VISA Write”、“VISA Read”、“VISA
围为 ±0.1 V，采用低通滤波信号调理。模拟量输出为 Close” 功能即可实现数据通讯 [3] 。“VISA Open” 对应
2 通道输出，DAC 分辨率为 16 位，更新率单通道最 USB INSTR 接口时 VISA 资源名称字符串的语法为 ：
大为 2.86 MS/s，双通道为 2.00 MS/s，最大电压范围 USB[board]::manufacturer ID::mode code::serial
为 ±10 V，最小电压范围为 ±1 V，电流驱动信号为 5 number[::USB interface number][::INSTR]， 各 参
mA。 数值可在 NI MAX 软件设备和接口 USB 配置界面内
C2 扭环式称重传感器灵敏度为 2 mV/V，激励电 的 Open VISA Test Panel 里查得。每个 USB 设备都
压标称范围为 0.5~10V，接入 DAQ 设备中需进行信 有各自的指令集，WT310EH 数字功率计的指令集有
号调理。传感器信号经由隔离应变输入模块放大，以 16 大类，根据系统原理需调用其 MEASure Group 和
差分传输进入 NI SCB-68A 屏蔽端子连接模块接入 NUMeric Group 指令设置和读取数据。依照功率计定
PCI-6281 信号采集卡 AI 输入端。信号经分析处理后 义的指令语法要求，利用指令 ： MEASure:AVERaging
再经由 SCB-68A 屏蔽模块输出到信号隔离器作信号 设定均值算法，指令 ： NUMeric:FORMat 设置数据格
调理，信号传递到液压伺服阀控制油缸动作，其流程 式，指令 ： NUMeric:NORMal 指定读取的数据，其
图如图 1 所示。 VI 程序框图如图 2 所示。
图 1 负荷控制流程图
功率法测量选取日本 YOKOGAWA WT310EH
图 2 功率计数据采集程序图
数字功率计进行测量，该功率计为单相输入 / 大电流
3.2 PCI 接口通讯
型，输入电流量程可达 40 A，基本功率测量精度为
读数的 0.1% + 量程的 0.05%，频率范围为 DC 和 0.1 针对 PCI 数据采集板卡，NI 有专门的数据采集
驱动软件 DAQmx，它提供了一系列 API 函数供编写
~20 kHz，采样率约为 100 kS/s，数据更新率最快可
数据采集程序时调用 [4] 。执行输入信号的采集或产生
到 100 ms，可同时测量 U、I、P、频率、功率因数和
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