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電纜故障測試儀系統及結構

1基于虛擬電纜故障測(ce)試(shi)儀系統及結構(gou)
　　電纜故障(zhang)測試儀(yi)(yi)系統(tong)(tong)(tong)及結構通常由硬件設(she)備(bei)與(yu)接口、設(she)備(bei)驅動(dong)軟件和虛(xu)(xu)擬(ni)儀(yi)(yi)器(qi)面板組成，其中計(ji)算機和各種(zhong)計(ji)算機的內(nei)置插卡是(shi)虛(xu)(xu)擬(ni)儀(yi)(yi)器(qi)的硬件基(ji)礎(chu)。根據虛(xu)(xu)擬(ni)儀(yi)(yi)器(qi)思想，我(wo)們將(jiang)監控(kong)系統(tong)(tong)(tong)進行抽象，把整個系統(tong)(tong)(tong)分為如下五(wu)個層(ceng)次
　　①儀器模(mo)塊：這是(shi)直接面向(xiang)監控(kong)系統對象的(de)(de)，是(shi)監控(kong)系統的(de)(de)基礎(chu)，完成數據采集、調節控(kong)制等功能。輸入信(xin)息是(shi)信(xin)號，例如能源監控(kong)系統中的(de)(de)壓(ya)(ya)力、流(liu)量、電流(liu)電壓(ya)(ya)變送(song)器信(xin)號、開關(guan)量（閥(fa)門(men)狀態(tai)）信(xin)號。可以采用PLC進行模擬(ni)量的采集和轉換。
　　②儀器硬(ying)件接(jie)口：可(ke)以(yi)采用(yong)RS232接口來實現軟硬件的數據通(tong)訊。
　　③I/O接口軟件
　　④儀器驅(qu)動程序：是聯系用(yong)戶應用(yong)和底層硬件設(she)備的基礎(chu)，通(tong)過I/O接口(kou)實現和硬(ying)件的(de)通(tong)訊，驅動(dong)硬(ying)件執行(xing)數(shu)據采集(ji)和控制(zhi)設(she)備。
　　⑤監控和管理系統(tong)軟件(jian)：系統(tong)軟件(jian)可(ke)通過(guo)儀器驅動程序、I/O接口軟件實現對硬件的操作和數據采集，可通過命令完成功能(neng)，如數據處(chu)理、存儲、顯示趨勢曲線和管網分布模擬圖，記錄查詢、打(da)印報(bao)表等。該部分直接面向操(cao)作人(ren)員，要求有良(liang)好(hao)的人(ren)機界面。
　　2電纜故障測試儀系統及結構
　　應用(yong)虛(xu)擬儀器，可以(yi)根據用(yong)戶需要構成各種工業(ye)(ye)控(kong)制系統和(he)監控(kong)測試系統。對于企業(ye)(ye)能(neng)源監控(kong)。
　　該系統(tong)是針對(dui)大型企(qi)業(ye)而設計的(de)，由(you)于區(qu)域(yu)(yu)較大，而廠內通常(chang)有自己的(de)局域(yu)(yu)網(wang)絡，我(wo)(wo)們(men)將整個系統(tong)分為兩級，由(you)總(zong)監控(kong)(kong)機(ji)(ji)負(fu)責總(zong)體監控(kong)(kong)，各分區(qu)監控(kong)(kong)機(ji)(ji)負(fu)責自己所屬區(qu)域(yu)(yu)的(de)監控(kong)(kong)。各分區(qu)監控(kong)(kong)機(ji)(ji)組成一個局域(yu)(yu)網(wang)（可利用企(qi)業(ye)現有的(de)局域(yu)(yu)網(wang)，對(dui)于局域(yu)(yu)網(wang)沒有覆蓋到的(de)礦山(shan)采區(qu)可用無線遙測系統(tong)來實現），在本文中我(wo)(wo)們(men)重點(dian)討論數據采集(ji)部分的(de)硬件。
　　2.1電纜故障(zhang)測試儀(yi)系統(tong)及結(jie)構
　　模擬量數據(ju)采集是通(tong)過變(bian)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)（包括壓力(li)(li)變(bian)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)、流(liu)(liu)量變(bian)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)、電(dian)流(liu)(liu)變(bian)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)、電(dian)壓變(bian)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)）將各(ge)測點的物理量（水管(guan)中的壓力(li)(li)、流(liu)(liu)量，氣管(guan)中的壓力(li)(li)、流(liu)(liu)量和電(dian)網中電(dian)流(liu)(liu)、電(dian)壓信號）變(bian)為(wei)4～20mA電流信號以便傳送，經**柵隔離后轉化為1～5V模擬電壓(ya)信號再(zai)送入(ru)PLC進行(xing)A/D轉換。A/D轉換(huan)采用(yong)12位的A/D單元FX-4AD，這是一個4通(tong)道的A/D單元，由于被采樣(yang)的物理量有很多路，不能同時進行A/D轉換，采用將(jiang)物(wu)理量(liang)分組的方(fang)法，例如，將(jiang)被測信(xin)號(hao)分為壓力(li)信(xin)號(hao)、流(liu)(liu)量(liang)信(xin)號(hao)、電流(liu)(liu)信(xin)號(hao)、電壓信(xin)號(hao)四組，每組共用一個(ge)(ge)公(gong)共端，將(jiang)這(zhe)四個(ge)(ge)公(gong)共端作為FX-4AD的(de)4路輸入，在PLC運(yun)行時，可通過切換輸出觸點，依次將信號連(lian)接到(dao)A/D單(dan)元來(lai)實現數(shu)據采集(ji)，這種處理方(fang)法可以節約硬件資源。因為流量和(he)壓力都是緩變量，采用(yong)這種方(fang)法完全能夠滿足(zu)要(yao)求(qiu)。
　　2.2開(kai)關量(liang)信(xin)號(hao)采集在該監控系統中，需(xu)要監測(ce)一些(xie)重要點的閥門開(kai)閉狀態(tai)，如空(kong)壓機、消防泵的工作狀態(tai)，這些(xie)開(kai)關量(liang)不必通過A/D轉換直接從PLC主(zhu)單元的輸入(ru)(ru)接口送入(ru)(ru)。
　　為了防止輸入觸(chu)點的抖(dou)動和(he)外部干擾，PLC對每路(lu)信號(hao)都要進(jin)行光電(dian)隔離。
　　3電(dian)纜故障測試(shi)儀(yi)系統及結構
　　系統(tong)軟(ruan)件在整個監控(kong)系統(tong)中起(qi)著(zhu)樞紐作(zuo)用，它要完成的(de)(de)(de)主要任務有：系統(tong)組(zu)態(tai)，企業內管(guan)網分(fen)布的(de)(de)(de)模(mo)擬顯(xian)示(shi)，測量參量的(de)(de)(de)集(ji)中顯(xian)示(shi)，數據存儲和管(guan)理，統(tong)計分(fen)析，報(bao)表打印(yin)等。　下(xia)面主要介紹(shao)實(shi)時監測模(mo)塊的(de)(de)(de)設(she)計思想。
　　在該系統中我們借(jie)鑒了(le)集(ji)散型監控系統的“集中顯(xian)示操作(zuo)”思想。將廠（礦(kuang)）區內管網(wang)分(fen)布和當前運(yun)行狀(zhuang)況(kuang)通過(guo)圖(tu)形(xing)(xing)和數(shu)(shu)(shu)(shu)字的(de)(de)方式集(ji)中顯(xian)(xian)示在計算(suan)機屏幕上。為了(le)便于區分(fen)，對于各種不同的(de)(de)物理量，我們分(fen)別采(cai)用(yong)不同的(de)(de)圖(tu)形(xing)(xing)方式來表(biao)示，界面起到顯(xian)(xian)示數(shu)(shu)(shu)(shu)據和狀(zhuang)態的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)，以及提供(gong)操作(zuo)(zuo)按鈕(niu)和命(ming)令(ling)，但系統的(de)(de)核(he)心部(bu)分(fen)是后臺(tai)數(shu)(shu)(shu)(shu)據采(cai)集(ji)系統。在正常情況(kuang)下，數(shu)(shu)(shu)(shu)據采(cai)集(ji)由軟件自動(dong)完成，通過(guo)定時程序在給定時間內完成一次采(cai)集(ji)操作(zuo)(zuo)。當然也可以隨(sui)時切換為手工采(cai)集(ji)數(shu)(shu)(shu)(shu)據，即通過(guo)上位(wei)機發出數(shu)(shu)(shu)(shu)據采(cai)集(ji)命(ming)令(ling)。監控(kong)軟件的(de)(de)刷新利用(yong)Windows的(de)消息(xi)處理(li)(li)來驅動，即根據物理(li)(li)參數的(de)大小來更新(xin)顯示。
　　4結(jie)論(lun)
　　采(cai)用(yong)(yong)虛擬儀器技術(shu)思(si)想，系(xi)統的結構普遍(bian)適用(yong)(yong)；同時采(cai)用(yong)(yong)模(mo)塊(kuai)化、組態(tai)設計思(si)想，使得(de)系(xi)統可以根據不同的需(xu)求很方便地(di)配置成用(yong)(yong)戶所要求的模(mo)式(shi)，系(xi)統的擴展可以方便地(di)通過(guo)軟硬件接口來實現。
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