自動化設備部件性能檢測設計

許乾坤 何亞磊

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展進步自動化設備大量涌現(xiàn)。其信息化程度高，功能完善，對設備維修保障提出了很高的要求。本文過對自動化設備進行深入分析，充分利用硬件資源，綜合考慮智能化、模塊化以及易操作性和可擴展性等因素，利用虛擬儀器技術(shù)完成了自動化設備部件性能檢測，滿足了其測試需求，大大提高了檢測效益。

關(guān)鍵詞：自動化;性能;檢測

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（ 2018） 12 - 0140 - 02

當前，大量的先進技術(shù)被運用到機器生產(chǎn)上，現(xiàn)代化的設備保障和技術(shù)保障也迫切需要齊頭并進，需要和科技相輔相成，共同促進生產(chǎn)力的提高，本文主要研究自動化設備部件性能檢測。

1 方案總體設計

本次設計，既需要綜合運用所學知識通過labwindows來進行編寫程序和設計方案，也需要借助炮控系統(tǒng)部件性能測試平臺來作為程序運行的框架。硬件部分主要由阿爾泰數(shù)據(jù)采集卡、電源、部件適配器、平臺計算機等組成;軟件部分主要由主要由labwindows函數(shù)據(jù)庫、阿爾泰數(shù)據(jù)庫等部分組成。其主要是通過數(shù)據(jù)采集卡來采集數(shù)據(jù)信息，并通過編程語言對數(shù)據(jù)進行匯編處理，獲得炮控系統(tǒng)各部件的電壓信號，并顯示屏幕上，從而使操作者判斷部件各性能是否符合要求。

2 軟件運行分析

軟件采用LabWindows CVI編寫的虛擬儀器，對被測對象的直觀反應，測量變化信號數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。在軟件設計上，所有外部通道統(tǒng)一尋址，保證了資源的利用和部件的有序和諧統(tǒng)一。每個組件的檢測界面風格，有正常的操作指導和參考的一個明確的結(jié)果，并形成虛擬儀器在計算機操作員顯示測試數(shù)據(jù)，同時自動判斷，操作者可以手動判斷測試結(jié)果通過數(shù)據(jù)對比明顯。

虛擬儀器軟件主要包括總線接口軟件、儀器驅(qū)動軟件和應用軟件三部分。其中，底層驅(qū)動模塊在軟件系統(tǒng)中，硬件隔離級別模塊和控制硬件訪問，它只能為上層模塊發(fā)送參數(shù)，接收數(shù)據(jù)并返回下面的調(diào)用模塊的值，改變硬件層。該系統(tǒng)只需修改儀器驅(qū)動模塊。另外，軟件模塊和相關(guān)驅(qū)動程序的設計，應該能夠使它很容易移植到其他測試程序中。

儀器驅(qū)動模塊儀表控制模塊，接收測試程序、控制模塊、驅(qū)動模塊，具有模塊和模塊的可移植性。測試程序模塊由回調(diào)函數(shù)和用戶界面文件組成。它根據(jù)測試要求調(diào)用其他模塊。測試將順利進行，測試結(jié)果將顯示在用戶界面上。

為了實現(xiàn)測試系統(tǒng)軟件的可擴展性、可移植性和可維護性，需要在軟件設計階段仔細設計軟件體系結(jié)構(gòu)，使軟件能夠適應硬件模塊和新算法。通用框架的方法，可以將數(shù)據(jù)和測試過程分開，從軟件測試的通用性和靈活性出發(fā)。因為特殊的虛擬儀器軟件，但也考慮到控制面板的設計與安排，實時更新面板控制狀態(tài)，控制邏輯操作的容錯運行，系統(tǒng)資源和測量時間設定和開關(guān)狀態(tài)，CPU信息處理能力。

3 硬件抗干擾設計

抗干擾設計分為硬件抗干擾和軟件抗干擾兩種，硬件抗干擾具有效率高的優(yōu)點，但要增加系統(tǒng)的投資和體積;軟件抗干擾投資低，但是以占用控制系統(tǒng)CPU開銷為代價的，會降低系統(tǒng)的工作效率[。常用的硬件抗干擾技術(shù)有：濾波技術(shù)、去耦技術(shù)、屏蔽技術(shù)和接地技術(shù)等。

3.1 設計去耦電容。在印制電路板主要芯片上設計去耦電容能夠有效地提高電路抗干擾能力。在關(guān)鍵芯片的電源和地之間配置一個0.叭F的去耦電容可以有效濾掉來自電源的高頻噪聲，同時還能吸收芯片內(nèi)部三極管導通、截至時浪涌電流的變化。

3.2 隔離I/O接口。數(shù)字處理芯片的I/O接口與外部信號相連，受外界干擾較大，因此需要采用光耦元件將主機與前向、后向通道的電路切斷，有效防止干擾從過程通道進入主機。光耦元件能夠有效地抑制尖峰脈沖和各種噪聲干擾，提高過程通道的信噪比，增加器件對外界沖擊干擾電壓的承受能力。

3.3 電源去噪處理。在模條接入端電源和地之間配置兩個去耦電容，其中一個是大容量的電解電容（5 -10F），主要為了去掉低頻干擾成分，另一個是小容量電容（0.01-0.1F），主要負責去掉高頻干擾成分。同時將PCB電路按功能模塊進行劃分，不同功能的電路模塊使用不同的地，防止相互之間的電源噪聲干擾。

3.4 PCB板布局。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PCB電路板的密度越來越大，PCB電路的布局是否合理對系統(tǒng)的抗干擾能力具有很大影響。正確的布局和合理的電器連線既能消除因元件布置和電氣布線不當引起的噪聲，也便于后期的硬件電路調(diào)試安裝。在元件布局上，應按照功能模塊合理布局，使相互模塊間的信號耦合最小。在PCB電路設計時，應根據(jù)電流大小，適當加粗電源線的寬度，使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳輸方向一致，減小環(huán)路電流，同時將模擬地和數(shù)字地分開，最后匯總于一點接地。

4 結(jié)論

當今世界科技發(fā)展日新月異，設備維修也要跟緊世界大潮，及時創(chuàng)新發(fā)展維修保障技術(shù)，以此來提高社會生產(chǎn)力。當前我國自動化設備種類多，呈現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡化的特征，也急需一種新的快捷、高效、準確的技術(shù)。

通過本次程序設計，基本上完成了課題的預期目的，可以實現(xiàn)自動化設備部件性能的檢測，快速得到部件的性能信息，并用來指導下一步工作。

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