基于LabVIEW RT的自定义流程测控系统

条件，如在油品测试中，有些测试是要在油的温度达到120摄氏度以上的条件下进行的。有时试验条件要求的某个物理量的当前值并没有通过数据采集传入计 算机而是通过传统仪表进行显示。如油品测试中，有时需要水压达到要求后，才能继续进行试验，而水压的当前值是通过传统仪表显示的。

图4 试验步续配置

根据以上分析本系统将结束类型条件分为以下几种：时间(即该步续执行目标时间后结束并按顺序执行下一个步续，或由用户自定义转入该步续所在阶段中的其他步 续)；自定义条件(即某路模拟量或数字量输入信号达到要求的目标值后结束并按顺序执行下一个步续，或由用户自定义转入该步续所在阶段中的其他步续)、对话 框提示(即在该步续开始时弹出对话框提示用户要进行的事情，在用户确认可以结束该对话框后，系统将转入下一个步续)；自定义条件与时间条件组合。此外在步 续配置界面中还可以配置AO、DO输出来控制执行器，AO方面，用户可以选择的输出方式有开环和闭环两种。

开环时，用户可以设置目标值及到达目标值所需要的时间。闭环时，本系统采用PID控制，用户需要选择反馈信号，并设定PID中的比例、积分和微分常数。 DO方面主要是由用户配置输出高低电平来控制电磁阀的操作。在设置AI、DI报警方面，用户可以自由设定超限值和报警值，以便当试验出现意外时，能够将试 验及时转入安全处理流程，最大程度上保证试验仪器和用户人身的安全。除上述功能外，对于试验中的某些对产品测量和评定起到关键作用的步续，用户还可以选择 在该步续进行数据保存。以便以后可以对试验数据进行回放和生成试验报表等。

阶段配置如图5所示，这是一个普通的试验流程，共有4个阶段，如果不加上试验循环的话，按照上述的配置方法就可以实现了。但是为了模拟出一个产品实际使用 的环境，加入了试验循环的概念。针对本系统来说，是通过软件计数器的方式来实现的。对于简单的单个循环，可以在需要循环的阶段开始时对计数器进行初始化， 并在该阶段结束时将计数值自加后的当前值同目标值进行比较，并根据比较结果来决定试验流程的走向(满足目标值时，执行下一个阶段的第一个步续，不满足时， 重复循环当前阶段，如图6所示。

图5 试验流程图

但是对于图5中所示这种比较复杂的两个循环嵌套时，除按上述方法配置两个计数器以外，还涉及到了当两个计数器当前值同时满足目标值时试验流程的走向。为此 引入了优先级概念，即当两个或多个计数器同时满足目标值时，系统根据优先级的高低，按照高优先级的设定来执行试验。为了最大程度上满足用户的需求，本系统 配有8个计数器，最高支持8层的循环嵌套。

图6 试验循环配置

系统构成

本系统是在LabVIEW编程平台下开发的基于LabVIEW RT技术的自定义流程测控系统，采用上、下位机结构，上位机主要完成对试验的监控、参数设置、数据记录和显示、试验数据保存备份等功能，并将用户下达的命 令和配置参数传送到下位机。下位机运行LabVIEW RT系统，对系统实行实时管理，并根据上位机下达的命令，完成数据采集和控制等特定功能，并将试验数据和当前试验状态返回到上位机。系统框图如图7所示。

图7 自定义流程测控系统示意图

通信网络

考虑到TCP/IP通信具有传输速度快，数据不易丢失的特点，所以上、下位机之间的数据通信采用以太网和TCP/IP网络通信协议。上位机采用 Windows 2000操作平台，由于本系统是多路模拟信号同时采集，对AI、DI报警要做出实时紧急响应，PID控制对时间精度有较高的要求，所以下位机采用 LabVIEW RT系统。LabVIEW RT不需要外围设备，后台程序和服务较少，能够保证高优先级任务优先执行，并准确的把握时间的精确性，稳定性较高。作为下位机，其程序的运行不受主机的影 响。

计算机配置

上位机选用高性能的PCI总线工业控制计算机。下位机选用NI公司基于PXI总线的计算机控制器、数据采集卡、工业级数字I/O卡和用于进行信号调理的各种功能模块。

基于LabVIEW RT技术的自定义试验流程的测量与控制系统如图8所示，主要应用于对自动传动液和四冲程摩托车机油进行性能测试以及评定。

图8 油品测试与控制系统

结束语

在油品测试及评定行业，本系统具有一定的通用性，可完全满足一般用户的需求。另外鉴于在硬件配置以及试验流程方面的高度灵活性，本系统拥有很强的拓展空 间，可广泛应用于应用于有测试流程管理需求的诸多领域。此外，本系统上、下位机RT实时