CN107643476A - 一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：A、利用虚拟仪器软件LabVIEW存储测试对象属性信息；B、配置相应测试通道，并利用虚拟仪器软件LabVIEW控制测试通道的通断切换；C、使用PXI数字万用表卡依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量；D、获取稳态阻抗信息存储至虚拟仪器软件LabVIEW的数据库中；E、在虚拟仪器软件LabVIEW的显示界面实时显示测试对象的稳态阻抗信息和预警信息。本发明实现了Profibus总线绝缘性能测试过程的高度自动化，有效提高了测试精度，减少了人工劳动成本。

Description

一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法

技术领域

本发明涉及工业总线绝缘测试技术领域，尤其涉及一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法。

背景技术

工业Profibus总线是卷烟加工设备自动化控制的重要组成部分，担负着各个执行机构和控制器之间的数据交换任务。随着卷烟生产线的自动控制水平不断提高，检测设备和伺服执行机构的大量运用，工业总线的长度、节点、负载不断增加，总线电缆的分布日益复杂。目前卷烟加工设备的工业PROFIBUS总线电缆检测主要依靠人工实现，这种检测方式不仅劳动强度大，而且容易受到误操作的影响，无法保证检测结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，能够实现Profibus总线绝缘性能的自动化测试，降低人工误操作的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，包括以下步骤：

A、记录待测总线信息：统计所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号属性信息，并将上述属性信息录入安装虚拟仪器软件LabVIEW的PXI工控机内，利用虚拟仪器软件LabVIEW存储测试对象属性信息；

B、配置相应测试通道：选择一条待测工业Profibus总线线缆作为测试对象接入PXI工控机的测试接口，针对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆和终端匹配电阻，分别配置相应的测试通道，并利用虚拟仪器软件LabVIEW控制测试通道的通断切换；

C、配置数字万用表卡：将PXI数字万用表卡接入PXI工控机并连接测试通道，通过虚拟仪器软件LabVIEW实现PXI数字万用表卡的参数配置、初始化和数据采集，使PXI数字万用表卡依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量；

D、获取稳态阻抗信息：对PXI数字万用表卡的测量数据进行预判，截取稳态有效数据进行加权处理，获得测试对象的稳态阻抗信息，将其存储至虚拟仪器软件LabVIEW的数据库中；

E、显示测试预警信息：根据测试对象的稳态阻抗信息，分析测试对象的绝缘性能并生成预警信息，对应测试对象的属性信息，在虚拟仪器软件LabVIEW的显示界面实时显示测试对象的稳态阻抗信息和预警信息。

所述的步骤A中，对于所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号信息，采用虚拟仪器软件LabVIEW平台下的XML语言数据格式进行存储，并通过层级式的树状结构展示测试对象的属性信息。

所述的步骤B中，采用PXI数字量输入输出卡和由达林顿管驱动的继电器阵列配置相应的测试通道，所述的PXI数字量输入输出卡输出继电器阵列的驱动信号，当需测量测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆或者终端匹配电阻的阻抗信息时，利用虚拟仪器软件LabVIEW控制PXI数字量输入输出卡输出驱动信号，使相应的测试通道上的继电器吸合，则相应的测试通道导通。

所述的步骤C中，当对PXI数字万用表卡进行初始化时，首先检测测试对象是否带电，当测试对象不带电时，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量，当测试对象带电时，先将PXI数字万用表卡配置为电压测试模式，对测试对象的电压进行阶梯化测量，直至确认测试对象不带电后，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量。

本发明基于虚拟仪器LabVIEW软件对Profibus总线绝缘性能进行测试，在线展示测试过程、数据和结果，并自动生成测试报告，不仅实现了测试过程及故障诊断的全自动化，提高了测试效率，而且降低了人工误操作的概率，减少了人工劳动成本；本发明采用基于PXI工控机和PXI数字万用表卡的总线绝缘特性测试架构，实现了高速数据采集和数据同步处理，有效提高了测试精度。

更进一步地，本发明采用基于PXI数字量输入输出卡控制的继电器阵列实现总线相应测试通道的自动切换，实现了Profibus总线绝缘性能测试过程的高度自动化。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，包括以下步骤；

A、记录待测总线信息：统计所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号属性信息，并将上述属性信息录入安装虚拟仪器软件LabVIEW的PXI工控机内，利用虚拟仪器软件LabVIEW存储测试对象属性信息。

本发明在PXI工控机上安装虚拟仪器软件LabVIEW，对于所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号属性信息，采用LabVIEW软件平台下的XML语言数据格式进行存储，并通过树状结构的展示形式，对测试对象各层级的属性信息进行展示，同时在虚拟仪器LabVIEW软件界面上可对各层级的属性信息进行新增、修改和删除等操作。

B、配置相应测试通道：选择一条待测工业Profibus总线线缆作为测试对象接入PXI工控机的测试接口，针对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆和终端匹配电阻，分别配置相应的测试通道，并利用虚拟仪器软件LabVIEW控制测试通道的通断切换。

本发明采用PXI数字量输入输出卡和由达林顿管驱动的继电器阵列配置相应的测试通道，PXI数字量输入输出卡通过PXI总线与PXI工控机通信，虚拟仪器软件LabVIEW控制PXI数字量输入输出卡输出继电器阵列的驱动信号。由于工业Profibus总线的物理电气层遵循RS-485协议，由绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配阻抗部分组成，因此不同部分的阻抗信息需要配置不同的测试通道。PXI数字量输入输出卡初始化配置为全部输出高电平，使继电器阵列均为非导通状态，当需分别测量测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆或者终端匹配电阻的阻抗信息时，利用虚拟仪器软件LabVIEW控制PXI数字量输入输出卡输出相应的低电平，使相应测试通道上的继电器吸合，则相应测试通道连通。

C、配置数字万用表卡：将PXI数字万用表卡接入PXI工控机并连接测试通道，通过虚拟仪器软件LabVIEW实现PXI数字万用表卡的参数配置、初始化和数据采集，使PXI数字万用表卡依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量。

本发明的PXI数字万用表卡通过PXI总线与PXI工控机通信，在相应的测试通道连通后，首先通过虚拟仪器软件LabVIEW配置PXI数字万用表卡的测量类型、测量精度和测量周期，配置完成后进行PXI数字万用表卡的初始化，并开始相应的数据采集。例如工业Profibus总线的终端匹配电阻为120Ω，则配置PXI数字万用表卡的测量类型为阻抗测量，测量精度为6位半，测量周期为每秒测量1次，测量10次。

PXI数字万用表卡每次测量均需重置并初始化，在对测试对象的阻抗信息测量前，需先检测测试对象是否带电，以保护测试设备。当测试对象不带电时，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量，当测试对象带电时，先将PXI数字万用表卡配置为电压测试模式，对测试对象电压进行阶梯化测量，即从最大量程开始，逐步降低量程测量测试对象电压，直至确认测试对象不带电后，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量。

D、获取稳态阻抗信息：对PXI数字万用表卡的测量数据进行预判，截取稳态有效数据进行加权处理，获得测试对象的稳态阻抗信息，将其存储至虚拟仪器软件LabVIEW的数据库中。

由于测试对象的阻抗信息从开始测试到实现稳态，需要一定的响应时间，因此PXI数字万用表卡的前期测量数据存在数值线性上升的过程，虚拟仪器软件LabVIEW读取PXI数字万用表卡的测量数据时，先对数据进行预判并截取稳态有效数据，通过数字加权处理，将得到的测试对象的稳态阻抗信息以TDMS数据格式高速存储到虚拟仪器软件LabVIEW的数据库中。

E、显示测试预警信息：根据测试对象的稳态阻抗信息，分析测试对象的绝缘性能并生成预警信息，对应测试对象的属性信息，在虚拟仪器软件LabVIEW的显示界面实时显示测试对象的稳态阻抗信息和预警信息。

虚拟仪器软件LabVIEW通过读取数据库中测试对象的稳态阻抗数据，基于自身数据分析功能判断测试对象的绝缘性能好坏并进行预警，对应测试对象所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号等属性信息，在虚拟仪器软件LabVIEW的显示界面实时显示测试对象的稳态阻抗信息和预警信息。本发明还可通过调用虚拟仪器软件LabVIEW中的Microsoft Office应用模块，进行相应的文字、表格设置，自动生成相应内容的工业总线绝缘性能测试报告。

本发明基于虚拟仪器LabVIEW软件对Profibus总线绝缘性能进行测试，不仅实现了测试过程、数据、结果的在线展示，而且提供了Word格式的测试报告自动生成功能，有效提高了Profibus总线绝缘性能测试及故障诊断的自动化程度，减少了人工劳动成本。

Claims (4)

1.一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、记录待测总线信息：统计所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号属性信息，并将上述属性信息录入安装虚拟仪器软件LabVIEW的PXI工控机内，利用虚拟仪器软件LabVIEW存储测试对象属性信息；

B、配置相应测试通道：选择一条待测工业Profibus总线线缆作为测试对象接入PXI工控机的测试接口，针对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆和终端匹配电阻，分别配置相应的测试通道，并利用虚拟仪器软件LabVIEW控制测试通道的通断切换；

C、配置数字万用表卡：将PXI数字万用表卡接入PXI工控机并连接测试通道，通过虚拟仪器软件LabVIEW实现PXI数字万用表卡的参数配置、初始化和数据采集，使PXI数字万用表卡依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量；

D、获取稳态阻抗信息：对PXI数字万用表卡的测量数据进行预判，截取稳态有效数据进行加权处理，获得测试对象的稳态阻抗信息，将其存储至虚拟仪器软件LabVIEW的数据库中；

E、显示测试预警信息：根据测试对象的稳态阻抗信息，分析测试对象的绝缘性能并生成预警信息，对应测试对象的属性信息，在虚拟仪器软件LabVIEW的显示界面实时显示测试对象的稳态阻抗信息和预警信息。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，其特征在于：所述的步骤A中，对于所有待测工业Profibus总线线缆所属工厂、车间、生产线类型、设备、总线类型以及位置编号信息，采用虚拟仪器软件LabVIEW平台下的XML语言数据格式进行存储，并通过层级式的树状结构展示测试对象的属性信息。

3.如权利要求1所述的一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，其特征在于：所述的步骤B中，采用PXI数字量输入输出卡和由达林顿管驱动的继电器阵列配置相应的测试通道，所述的PXI数字量输入输出卡输出继电器阵列的驱动信号，当需测量测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆或者终端匹配电阻的阻抗信息时，利用虚拟仪器软件LabVIEW控制PXI数字量输入输出卡输出驱动信号，使相应的测试通道上的继电器吸合，则相应的测试通道导通。

4.如权利要求1所述的一种基于虚拟仪器技术的Profibus总线绝缘性能测试方法，其特征在于：所述的步骤C中，当对PXI数字万用表卡进行初始化时，首先检测测试对象是否带电，当测试对象不带电时，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量，当测试对象带电时，先将PXI数字万用表卡配置为电压测试模式，对测试对象的电压进行阶梯化测量，直至确认测试对象不带电后，依次对测试对象的绝缘层、高电平线缆、低电平线缆以及终端匹配电阻的阻抗信息进行数字化测量。