基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统

李杰峰 郑建红 唐山职业技术学院

变频器主要应用于各种调速传动装置中，以进行生产机械的变频调速控制，通过满足其生产要求，从而促进整个机械生产能力和水平的创新提升。由于变频器进行传动调速的应用范围较广，且精度与效率、功率因数等都比较高，具有较好的可靠性，与其他设备连接较为方便，操作简单等，因此，采用变频器进行传动调速能够有效降低其生产成本，促进生产效益提升。值得注意的是，变频器在传动调速应用中，为确保其性能优势的充分发挥需要对其开展相应的性能检查与测试，其中以变频器的电气性能与机械性能测试为主，而变频器测试系统就是针对变频器性能进行测试检验的重要系统结构。下文将结合变频器测试系统的检测应用现状，提出一种基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统设计方案，并对其具体设计和实现进行研究。

一、变频器测试系统及其现状分析

变频器测试系统主要用于变频器性能检查和测试，从而对其在生产机械变频调速应用的可靠性以及有关性能作用进行保障。变频器测试以其电气性能和机械性能为主，变频器测试系统的早期设计是利用模拟表以及数字表针对系统运行的各种参量进行测试记录，然后通过人工参数计算与曲线绘制等方式，在获取相应的特性曲线与特征参数后，实现变频器性能评价，并为其相关措施制定提供参考。值得注意的是，这种测试系统运行方式在实际测试中，会因人为读取数据以及数据处理等情况影响，导致测试结果误差发生，同时增加测试的周期，造成测试质量和效率低下。针对这种情况，本文提出一种基于网络化虚拟仪器与现代检测技术的变频器测试系统设计方案，在对传统变频器测试系统测试应用局限性克服基础上，利用计算机与网络的自动化数据计算、仪器设备硬件测量、控制等功能，对变频器性能测试的质量和效果进行改进提升，以达到较好的测试运行目的。

二、基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统

(一)网络化虚拟仪器

网络化虚拟仪器是在网络化测控技术与虚拟仪器技术基础上实现的，它是利用网络技术实现虚拟仪器在计算机网络的接入实现，从而形成网络化虚拟仪器系统。网络化虚拟仪器包含硬件与软件两个部分，其中，硬件组成包含计算机以及I/O接口设备等，网络化虚拟仪器在计算机网络的总线设计包含串行与并行接口连接以及PC总线与插卡连接、GPIB总线、VXI总线、PXI总线、现场总线、以太网+TCP/IP总线等不同类型，其中，以太网+TCP/IP总线方式在网络化虚拟仪器系统中设计应用最为广泛，并且其经济性效益最为显著。网络化虚拟仪器的软件部分一般由用户自己进行开发设计，主要包含应用程序和I/O接口仪器驱动程序两个部分，其中，以VI公司开发的LabVIEW软件最为盛行，它是一种面向对象的可视化编程软件，也是当前国际领域的唯一编译型图形化软件。

(二)网络化虚拟仪器的变频器测试系统分析

针对上述对变频器测试系统及网络化虚拟仪器的分析，在进行基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统设计中，其主要目的是通过该系统设计实现对变频器的关键功能参数测试，以对其质量和功能进行评价判断，同时通过对变频器运行状态的关键参数电压以及电流、速度等监测，在对监测数据分析基础上，实现变频器运转情况判断，并将监测分析数据向网络传输以实现数据共享，从而针对变频器设备状态进行控制及管理建议提供，以促进其自动化水平提升，同时确保变频器设备运行的可靠性。其中，该网络化虚拟仪器变频器测试系统的设计，主要包含四个结构层，即被测设备层、仪器层以及网络通信层、客户层。被测设备层主要对被测设备进行直接关联；而仪器层负责为整个系统进行分布式的仪器资源提供；网络通信层是以为终端用户以及现场仪器进行远程通信通道提供为主；客户层则能够为用户提供数据浏览以及远程仪器控制功能。在该系统设计中，还采用了多参量多通道测试技术实现变频器状态监测满足，并利用Web远程传感器功能进行测量实现，在具有较高的可靠性以及成本效益的网关、路由器、中继器、网络接口芯片等网络连接装置支持下，在网络资源与企业内部网络环境下实现系统构建与测试应用。

值得注意的是，上述基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统中，其采用以太网进行仪器以及仪器与计算机之间的网络通信媒介，能够突破仪器接入的网络布局影响，使其作为网络的节点与计算机相互独立，并且能够在以太网的任意一点进行自由接入和访问实现，同时在网络通信链接中也是以以太网形式进行连接，能够真正实现网络连接标准的统一，并满足其开放性需求。根据上述系统设计，其在进行变频器测试应用中，主要针对变频器的输入和输出电压、电流、功率进行检测，同时对变频器过压、过流和额定加载情况进行检测，在上述检测基础上，还能够通过E-mail报警功能，针对检测参数异常情况以最快速度进行通知报警，从而促进基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统安全性与可靠性提升。

三、结束语

总之，对基于网络化虚拟仪器的变频器测试系统及其设计实现进行研究，有利于促进其在实际中推广应用，从而实现变频器性能的有效监测，对设备运行质量及效果进行保障。