介紹：

過去的空調測試大多都是針對單個臺位的幾個功能進行測試，如水冷冷水測試、風機盤管測試、焓差測試、換熱測試等。隨著市場需求的增加，空調企業的生產規模的相應擴大，對測試的要求也越來越高。越來越多的測試臺需要一套集中測試、遠程監控的試驗數據管理系統，有效的利用現有測試設備，提高測試設備利用率，充分發揮硬件功能作用，便于不同部門的人員有效利用和分析大量的測試數據，實現跨部門的試驗數據共享，以及不同部門間試驗數據的有效管理。

1.  系統方案

圖1 系統結構

數據采集設備（DAQ Devices）與采集計算機（DAQ Server）進行硬件連接通訊（支持多種總線類型連接，如GPIB,PXI,USB,RS232/485等，凡是LabVIEW支持的通訊協議均可采集到采集計算機上）。

通過安裝在采集計算機上的LabVIEW數據采集程序進行數據采集。網絡中任何一臺授權的客戶端計算機（Client）通過TCP/IP通訊和采集計算機建立數據連接，獲得其需要的數據，進行后期運算分析，最后通過TCP/IP網絡將數據保存到數據服務器（Data Server）的數據庫中。客戶端程序可安裝到網絡中任何一臺經過授權的計算機上進行相應的數據實時采集分析處理，同時也可以通過TCP/IP網絡將數據服務器數據庫中的歷史數據提出進行分析處理。

2.  系統功能

主要包括以下幾部分：

1.    數據采集程序

客戶要求能夠充分利用原有設備，充分發揮新增加的NI PXI系統的優越性能。要具有良好的兼容性，能在以后新增硬件設備后，只需要添加設備驅動就能很方便將新硬件采集功能添加到數據采集程序中。數據采集程序用于數據采集設備和采集計算機之間的通訊以及數據傳遞，可以在此程序中對數據采集設備進行設定和選擇，對每一個數據采集的通道進行配置，比如熱電偶、鉑電阻、電壓、電流的通道配置等。數據采集程序得到的數據通過建立TCP/IP連接將數據發往各個客戶端計算機（此客戶端計算機可以是網絡上任一臺計算機），以便于其它臺位的計算機讀取各自臺位的數據。如果出現網絡問題可在采集計算機上運行客戶端程序并將數據保存到本地計算機上從而進行一個臺位的測試。

2.    測試向導

通過測試向導，可完成機組類型選擇、測試信息輸入、采集通道配置、通道模板管理、虛擬通道管理等功能。

機組類型選擇包括水冷冷水機組，風冷冷水機組，單元機，多聯機，壓縮機、換熱器等測試類型，當有新機組類型，用戶可自定義機組測試類型。

3.    實時顯示圖形

用戶可自由選擇通道組合進行曲線實時顯示。

4.    帳號權限管理

系統具有一定的權限功能，包括以下幾級（用戶也可根據需要新建權限功能）：

l   訪客：可查看歷史測試數據；

l   操作者權限：可對一些測試參數進行輸入設定；

l   班組長權限：可更改一些計算公式等；

l   測試工程師權限：可使用軟件所有的功能，但是不能進入或者更改源程序；

l   軟件管理員權限：可進行所有的操作包括源程序修改。

5.    數據比較

可將歷史數據中數據進行圖形比較。用在對同一臺位的同一類型測試上面。用戶需要對同一測試進行相似性比較、重復性比較等場合時具有一定的作用。

6.    歷史數據查詢

通過Database Connectivity數據庫工具包，客戶端計算機得到的數據可存入數據服務器中（安裝有MSSQL、Oracle、MySQL、MSAccess等數據庫軟件即可）。然后通過客服端計算機軟件將數據服務器中的歷史數據讀取進行分析處理。

7.    報表輸出

通過使用Report Generation報表生成工具包并結合Microsoft Excel，用戶可自行建立報表模板，或選擇以建好的模板，定義數據在Excel模板中對應位置，即可輸出Excel報表。用戶可定義輸出報表的條件，首先確定判穩參數和條件，在程序運行過程中所有參數均達到了判穩條件后并穩定一段時間后，即可自行輸出報表到指定文件路徑。

8.    傳感器數據庫

在空調測試中有大量的傳感器使用，在使用一段時間后均需要進行定期標定，但由于數量眾多，需要有一套傳感器數據庫，便于在進行標定后，能及時進行有效的管理和追蹤。因此設計了一套傳感器數據庫模塊。可在其中記錄傳感器的詳細信息如：臺位、序號、修正設備名稱、修正設備編號、修正方法、修正日期、修正人、審核人、修正公式系數等等，可以對此數據庫文件進行維護從而設置所有測試臺傳感器的信息，便于測試的時候進行選擇。

圖2 傳感器數據庫界面

3.  系統優勢

a.   軟件開發優勢

客戶以前也委托其他單位采用VB，Delphi開發過數套針對某一固定臺位的測試程序。每個臺位軟件開發時間均在數月以上，并且功能上很難滿足客戶不斷變化的要求。本套系統軟件針對整個工廠中所有空調測試臺位測試，可以應用在大多數臺位上。在開發時間從原來的數月減少到數周，并及時根據客戶的需求變化，不斷更新功能模塊。

圖3 Plug-in

數據采集程序將每個設備的驅動程序做成插件（Plug-in）的形式，以后如有新的測試設備加入，只需要按照固定的輸入輸出模板進行編寫后，放入到指定的插件目錄（Support\Plug-in），即可實現新的測試功能。插件形式采用了VI Server技術，通過調用插件目錄中的設備驅動VI，按照固定模式寫入設備采集參數，即可輸出得到采集的數據。

圖4 VI Server

通過利用TCP/IP通訊，輕松實現網絡采集分析。過去傳統數據采集一般利用GPIB，RS232/485等傳統現場總線的方式，很難實現遠距離的數據采集功能。通過利用LabVIEW中VISA對TCP/IP的支持，結合現代工廠網絡的穩定性增強，可充分實現遠距離的數據采集功能。并將此功能拓展，實現整個工廠的試驗臺的集中監控管理。NI Example中自帶TCP/IP通訊，如下所示：

圖5 TCP/IP Server Block Diagram

圖6 TCP/IP Client Block Diagram

可以基于以上例程，并利用以下通訊策略開發了TCP/IP通訊：

圖7 TCP/IP Server TCP/IP Client

用戶界面方面，LabVIEW集成了大量漂亮的控件，可根據用戶需求現場及時調整，快速獲得用戶的反饋，減少開發時間，并能制作出漂亮的符合用戶需求的界面。如下圖所示：

圖8 測試界面

b.   硬件開發優勢

過去傳統測試設備往往十分笨重，占用大量測試空間，運輸也十分不便，通訊均基于GPIB、VXI、RS232/485等傳統方式，采樣率較低，很難滿足現在大數據量快速采集的要求。采用NI PXI方案后，由于PXI體積小，減少了許多占用空間。并且PXI總線通訊速率較高，例如采用了PXI-4071 數字萬用表/數字化儀/示波器+PXI-2503 矩陣/復用器方案后，PXI 4071可達到1.8 MS/s采樣率，PXI-2503最快可實現200Cycle/s的切換速率，采集一圈下來所需時間在毫秒級，但傳統設備采樣一圈下來往往需要數秒的時間，已不能滿足大數據量快速采集的要求。

圖9 現場圖片

通過圖1和圖9可以看出，通過引入了LabVIEW和NI硬件后，在硬件的安裝調試都更加方便。與傳統的測試設備相比，還需要另外添加轉換設備才能完成這些工作。而使用NI硬件并結合LabVIEW及相應工具包和通訊模塊后，能快速建成實現集中測試、遠程監控的數據管理系統。

通過這些優勢的比較，可見LabVIEW和NI的硬件在空調測試行業有著廣闊的應用空間。以改變傳統的測試方式為先進的虛擬儀器測試方式。

結論

通過利用NI的LabVIEW軟件，我們可以根據客戶的需求快速定制出符合要求的軟件產品。這與傳統的開發方式相比，不僅提高了編程效率，而且也節省了客戶交流時間，提高了交流的效率，讓我們能更好的為客戶提供符合要求質量過硬的軟件產品。硬件上通過LabVIEW與NI硬件的無縫結合，節省許多硬件開發時間，過去要為一塊板卡或模塊寫軟件驅動是一項十分耗時的工作，需要大量的調試工作。而且穩定性也得不到很好的保證，采用NI的硬件后，穩定性有很大的提升，開發時間減少，采樣點數和采樣速率也大為提高。可以預見LabVIEW和NI硬件在工業測控方面必有更加廣泛和深入的應用。