昌平有经验的LabVIEW开发,LabVIEW编程

利用labview为风机系统控制软件测试开发硬件在环仿真器
概述：使用NI TestStand、LabVIEW实时模块、LabVIEW FPGA模块和NI PXI平台创建用于西门子风机控制系统的嵌入式控制软件发布的硬件在环（HIL）测试系统。
由于我们的软件定期发布控制器的软件新版本，我们需要测试软件，验证这些软件将会在风力站的环境下可靠执行。在每个软件发布时，我们在现场使用软件之前，需要先在工厂接受性能测试。这个全新的测试系统让我们能够自动化这个流程。
从过去系统中学到的经验
我们之前的测试系统是在10年前开发的，它基于另一个软件环境和PCI数据采集板卡。测试系统体系结构和性能无法满足我们对全新的测试时间和扩展性的需求。维护也十分困难，并且不能自动化完成有效的测试。它还缺乏对测试结果自动生成文档和测试的可跟踪性，不提供所需的远程控制功能。此外，过去的HIL测试环境不支持多核处理，因此我们无法利用新多核处理器的计算能力。
未来系统的决定
在评价可用的技术之后，我们选择了LabVIEW软件和基于PXI的实时现场可编程门阵列（FPGA）硬件，开发我们全新的测试解决方案。我们相信这个技术会带来灵活性和可扩展性，满足我们未来的技术需求。同时，我们从NI提供的服务与产品质量中，建立了对解决方案的信心。
由于我们在测试内部系统中并没有深入的开发经验，我们将开发外包给位于丹麦的CIM Industrial Systems A/S公司。我们选择CIM Industrial Systems A/S是因为他们具有测试工程能力和欧洲多的LabVIEW认证架构师。CIM成功开发了这个项目，我们对得到的服务感到十分高兴。
灵活的实时测试系统体系结构
全新的测试系统通过在LabVIEW实时模块系统中，运行组件仿真模型，仿真实时风机组件的行为，为被测系统提供仿真信号。

图2：西门子风力测试系统体系结构
主计算机包含直观的LabVIEW用户图形界面，能够方便地通过在面板中移动组件进行调整。Windows操作系统应用程序与两个不兼容实时任务的外部仪器进行通信。

图3：主计算机具有直观的LabVIEW用户图形界面。
在主计算机上的软件通过以太网与位于PXI-1042Q机箱中的LabVIEW实时目标进行通信。LabVIEW实时模块运行通常包含20到55个并行执行的仿真DLL的仿真软件。这个解决方案能够调用使用几乎所有建模环境开发的用户模型，例如NI LabVIEW控制设计与仿真模块、The MathWorks, Inc. Simulink®软件或是ANSI C代码。我们仿真循环的典型执行速率是24 ms，为满足未来处理能力扩展需求提供了大量裕量。
用于定制风力涡轮协议和传感器仿真的FPGA板卡
由于缺少现有标准，在风机中使用的定制通信协议很多。使用基于NI PXI-7833R FPGA多功能RIO模块和LabVIEW FPGA模块，我们能够与这些协议进行通信并仿真。除了协议交互之外，我们使用这个设备仿真磁性传感器和三相电压电流仿真。其他的FPGA板卡与NI 9151R系列扩展机箱连接，进一步提高了系统通道数。
全新测试系统的优点
相比上一代解决方案有许多优点。由于系统的模块化特性，进行改进、修改和进一步开发十分简单。被测系统可以在无需测试系统体系结构任何变化的情况下进行快速替换。远程控制功能和系统的简单复制让我们能够在需要进行扩展时，灵活地将系统复制到其他站点。
仿真器为环境提供了在实验室中验证新软件发布和测试特殊解决方案的能力。它还给了我们测试我们正在研究的新技术和新概念的工具。

每次进行EO 实验，COP 明显均集中在同一区域。但若进入EC 实验，受测人员的COP 分布就会产生的变化。结果显示，所有受测人员若要在不平衡的表面上达到平衡，将极度依赖自己生理上的本体感受器(Proprioceptor) 告知大脑目前状态，也解释了COP 分配区域大幅增多的原因。
一项对EC 实验的有趣观察指出，若受测人员对生活形态抱持轻微的积极态度，则摇摆的程度较大；若对生活形态抱持适当的积极态度，其摇摆程度亦较小。不同的生活形态亦反应出COP 的分配范围。与适当积极态度的受测人员相较，较不积极的人其COP 分配范围亦较大。
若受测人员已熟悉了Balance Trainer 动态平台，亦将更能控制COP 的分配范围，亦能进一步控制自己的本体感受器。在实际撷取资料之前，这些受测人员已经实际使用动态平台达7 天。
结论
总的来说，我们用LabVIEW 与DAQ 建构动态平图，可了解人体在不稳定表面上的平衡状态。仪控式的动态平台显示了下列特性：
• 测得受测人员的姿势控制与摆动情形若受测人员的COP分配范围较大，也耗上更多力气才能达到平衡
• 受测人员若对生活抱持积极的态度，也展现了较佳的姿势控制能力
• 在切断视觉之后，人体会立刻切换为本体感受器，通知身体是否在特定方向的摆动幅度过大
• 受测人员在熟悉了平台之后，亦将缩小其COP分配范围综合以上结论，受测人员只要能控制自己的本体感受器，就越能在非平衡的表面上让自己保持平衡。

使用LabVIEW 与NI CompactDAQ 测试小型牵引机的噪音与振动
概述：使用LabVIEW and NI CompactDAQ模组架构的可携式资料撷取系统记录测试参数并且根据受测的单元与组态产生报告。

我们选择LabVIEW 架构的可携式DAQ 系统，且NI CompactDAQ 模组可轻松携带至户外测试场地。系统将记录测试参数，并根据受测单元与组态产生报告。另外，我们也可重新设定系统，以用于如振动量测的其他应用。
LabVIEW 图形化程式设计的特性，让我们可轻松学习，且软体亦可无限制客制化。因为如此，我们功能以NI 软体工程师撰写的程式迅速上手，再针对自己的需求客制化其输入与输出，针对各个特定测试产生所需的报表。
牵引机噪音满足多项排放标准，而为保护使用者所订定的引擎噪音也有多种规范。售往欧洲的牵引机，先通过完整的测试，除了表明该设备已符合特定的欧洲标准，并需标示其他测试中的声音功率强度。这些规范可避免机器损害使用者的听力，且若人体长期暴露于高噪音与高振动的环境中，往往会对身体造成不良的影响。
声音功率量测
适用于声音功率的LabVIEW 参考函式库VI，加上NI Sound and Vibration Measurement Suite，可让我们按照ISO-3744 的标准，透过声源周围的麦克风阵列，而计算出声音功率。声音功率代表由声源所发出的声音能量强度，并可用于大多数的环境噪音测试作业。在受测声源周围，排列出既定几何图案的麦克风阵列，即可进行量测作业。我们将麦克风所测得的声压强度(dB ref 20 µPa) 加以平均，随即得出声音功率强度(dB ref 1 pW)。
此标准另说明麦克风几何形式的大小与形状，还有修正背景噪音的方式。在计算总声音功率强度之前，我们平均表面区域的声压强度，以获得表面的平均分数倍频频谱。在得出表面的平均分数(Octave) 频谱之后，即可测定全部的声音功率强度。声音强度的量测结果，可透过各个频带(Band) 中的声音强度，呈现为总强度或分数倍频频谱。我们使用内建的参照函式库VI，并由NI 工程师协助使用LabVIEW，客制化声音功率的量测程式。
测试场地
我们于草地上建造半径13 公尺的户外水泥测试地。每6 个麦克风为1 组阵列，并安装于三脚架上，且其中2 组三脚架约为518 公分(17 英尺) 高。为了设置测试作业，我们使用自己设计的容器安装并保护的脚架、连接线、麦克风、笔记型电脑，与测试小桌。我们共设置6 组麦克风脚架，并有连接线将各组麦克风连至DAQ 机箱。完成参考量测以校准系统之后，随即开始测试。