基于LabVIEW的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)

中核陜西鈾濃縮有限公司 翟 微

1.基于LabVIEW的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

由于測(cè)試平臺(tái)需要適應(yīng)大部分工業(yè)控制器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，本文選用了知名虛擬儀器廠家NI公司的采集卡和信號(hào)源，從而保證了硬件的高精度和高性能。

硬件接口設(shè)計(jì)：利用測(cè)試平臺(tái)提供的帶有PVC接口的通用測(cè)試適配器把NI設(shè)備資源引到PVC接口端子，轉(zhuǎn)換成端子排。

硬件選型：主控制器：PXIe-8133；CAN通訊卡：PXI-8464；信號(hào)源：0-48VDC低阻抗可編程雙路模擬電壓源、0-60A可編程恒流源；采集卡：高精度高速采集卡PXIe-4300以及高精度低速采集卡SCXI-1122；計(jì)數(shù)器/定時(shí)器：PXI-6624；鎖存電樞繼電器：PXI-2569。

硬件架構(gòu)：控制器自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)的硬件架構(gòu)如圖1所示：

圖1 硬件架構(gòu)圖

1.2 軟件設(shè)計(jì)

①定制測(cè)試系統(tǒng)

將全部通用測(cè)試模塊放入文件夾“測(cè)試項(xiàng)目開(kāi)發(fā)庫(kù)”中，通過(guò)樹(shù)形控件展現(xiàn)其中全部VI格式的文件。使用事件結(jié)構(gòu)對(duì)樹(shù)形控件和表格控件進(jìn)行雙擊和拖拽操作，測(cè)試平臺(tái)根據(jù)選中的模塊名稱讀取《測(cè)試項(xiàng)目說(shuō)明.xls》中參數(shù)信息，展示于測(cè)試系統(tǒng)配置表中。測(cè)試系統(tǒng)配置表中的”參數(shù)配置“可被用戶編輯修改默認(rèn)參數(shù)，或進(jìn)行上下移動(dòng)和刪除的操作。當(dāng)用戶按下“保存”鍵的時(shí)候，將自動(dòng)生成內(nèi)容為測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)配置的相應(yīng)表格；當(dāng)用戶按下“生存項(xiàng)目”鍵后，平臺(tái)軟件將會(huì)根據(jù)上述參數(shù)配置文件把配置表中相應(yīng)模塊和文件添加到項(xiàng)目project中去，同時(shí)更新系統(tǒng)執(zhí)行界面中的樹(shù)形控件相關(guān)內(nèi)容。

②執(zhí)行測(cè)試系統(tǒng)

將全部測(cè)試系統(tǒng)文件放入文件夾“測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)庫(kù)”中，通過(guò)樹(shù)形控件展現(xiàn)其中全部project格式的文件。仿照對(duì)定制測(cè)試系統(tǒng)的操作，通過(guò)雙擊樹(shù)形控件和拖拽表格控件，使測(cè)試平臺(tái)讀取參數(shù)配置文件，并將測(cè)試模塊名稱進(jìn)行展示。

隨著用戶點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”按鈕，測(cè)試平臺(tái)就開(kāi)始根據(jù)參數(shù)配置文件中模塊的順序依次執(zhí)行通用測(cè)試模塊，并且每個(gè)通用模塊都會(huì)嚴(yán)格按照用戶配置的參數(shù)運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)束前，測(cè)試結(jié)果和測(cè)試不合格類型都將被寫入《臨時(shí)測(cè)試報(bào)表.xls》，以保存測(cè)試過(guò)程中的詳細(xì)數(shù)據(jù)。完成測(cè)試后，用戶可通過(guò)按鍵“保存報(bào)表”對(duì)測(cè)試報(bào)表進(jìn)行保存。

2.自動(dòng)功能驗(yàn)證及執(zhí)行

筆者通過(guò)LAN連接的儀器控制掃頻信號(hào)的自動(dòng)輸出和自動(dòng)測(cè)量舉例，測(cè)試自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)的功能。在測(cè)試開(kāi)始之前，需要把主機(jī)、信號(hào)源和示波器設(shè)置在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，設(shè)置儀器的IP。在主控計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的自動(dòng)化測(cè)試控制軟件能對(duì)信號(hào)源和示波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，使信號(hào)源輸出掃頻正弦波，控制示波器測(cè)量信號(hào)源輸出的信號(hào)的幅度參數(shù)和時(shí)間參數(shù)，然后把測(cè)量的信號(hào)參數(shù)輸出到可選的目標(biāo)文件，并在軟件的界面上顯示出示波器測(cè)量到的信號(hào)參數(shù)和波形。詳細(xì)的測(cè)試流程如程序圖2所示：

圖2 掃頻信號(hào)自動(dòng)化測(cè)試程序的流程圖

設(shè)置軟件的信號(hào)源時(shí)，把VISA resource name的下拉菜單設(shè)置為信號(hào)源設(shè)置的IP地址。在這次測(cè)試中，設(shè)置掃頻信號(hào)的起始頻率為10MHz，截止頻率為50MHz，頻率步進(jìn)為10MHz，步進(jìn)時(shí)間為10ms，信號(hào)功率0dBm，能量偏置0dB。

通過(guò)觀察比對(duì)，從儀器顯示的結(jié)果和自動(dòng)測(cè)試控制軟件輸出的數(shù)據(jù)和波形來(lái)看，二者是完全一致的，其驗(yàn)證了自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)功能的準(zhǔn)確性。

3.結(jié)論

本文基于LabVIEW設(shè)計(jì)了自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)控制軟件，可以有效地提升實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備管理效率。因此可以證明，自動(dòng)測(cè)試軟件不僅能夠接入主流廠商的多款信號(hào)源設(shè)備和測(cè)試儀表設(shè)備，還可以實(shí)現(xiàn)在同一局域網(wǎng)內(nèi)的分布式聯(lián)合測(cè)試，極大程度上改善了測(cè)試的效率。