变压器出荷检测系统

系统简介
本系统是以柔性测试技术为核心，结合虚拟仪器和机电一体化等技术开发设计的。软件采用图形化开发语言LabVIEW，硬件部分使用基于PXI总线的模块化设备，高效的软件与灵活的模块化硬件有机结合完成了对三相变压器各指定输出端的测试、结果的判断、数据的存储以及数据报表的生成等工作。
系统工作流程
       系统初始化部分用来实现前面版刷新工作，包括前面板所有输入控件和显示控件。
测试分为三个部分，绝缘阻抗测试、耐压测试及空载特性测试。其中空载特性测试又分为空载电流测试和空载电压测试。待测信号均为标准电压、电流和电阻量，测试使用NI DMM（数字万用表）模块与NI Switch（开关模块）协调动作，具体内容及操作技巧见硬件结构部分。

本系统可以实现灵活的报表生成，由LabVIEW提供的与OFFICE软件的接口函数，我们可以方便的通过编程确定报表的表现形式，如：Execl、Word等。在本系统中，由于用户对报表格式有特殊的要求，对于这种情况，我们按照客户需求生成特定的模板文件，并在编程时与其模板进行相应关联即可。

图1  系统工作流程图
系统硬件结构

本系统硬件的核心是能供充分体现测试系统适用性和灵活性的PXI平台。PXI (PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展) 是一种坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性，并增加了专门的同步总线和主要软件特性。这使它成为测量和自动化系统的高性能、低成本运载平台。这些系统可用于诸如制造测试、军事和航空、机器监控、汽车生产及工业测试等各种领域中。

系统中用到的设备除了PXI机箱外还包括PXI控制器、Switch（开关模块）、DMM（数字万用表模块）等。PXI控制器作为硬件控制的核心部分，在控制PXI系统中各PXI模块的同时，还可以方便的通过显示器、鼠标、键盘等常用接口与相关外设进行连接。系统硬件结构如图2所示。

在自动化测试测量中，无论是在十余个测试点上实现高精度、低速测量，还是要体现集成电路高通道数、高频率的特性，灵活的NI Switch（开关模块）方案都是理想的方案，它可以提高设备重复利用率，并实现系统可扩展的最大化。

NI数字万用表（DMM）在保持精确性和稳定测量的同时，处理速率也很出众。但由于DMM有非常高的精度和分辨率规格，所以它们的通道数很少。针对多通道、高效的测试测量，单独使用DMM进行测量的方案有一定的局限性。为此，我们提供了另一种解决方案。通过将这些数字万用表与单个或多个Switch（开关模块）集成使用，可以搭建具有高通道数、高效的测试测量系统。本测试系统便是一个很好的例证。

当我们配置DMM与Switch一同工作的时候，有两路信号必须进行连接模拟信号的连接：
1. 将待测信号从Switch连接到DMM。
2. 数字信号的连接，来同步Switch和DMM。
Switch可以作为多路复用器或者矩阵开关使用。每一个独立的Switch通道都可以路由到一个‘com’或者公共通道。所以Switch的‘com’通道需要被外部连线至DMM，这里指的便是模拟信号的连接。由于使用的是PXI平台，数字同步信号连接方法相对简单些，所有的数字触发信号通过PXI背板发送到每一个模块。所以，同步版卡所需要数字信号不需要任何的外部连线。
本系统正是采用这种配置方式将DMM与Switch的公共端相连接，DMM测量Switch的公共端，而Switch负责将公共端与外部各被测端之间进行切换，每进行一次切换，DMM便对其进行测量。

图2 系统硬件结构图
系统软件实现

测试系统的灵活性和扩展性可通过软件这个重要部分来实现，使用正确的软件工具并通过设计或调用合理的程序模块，可以实现高效的人机交互。
本系统软件开发平台我们选择了LabVIEW标准图形开发环境，其内置信号采集、测量分析与数据显示功能，可以满足多种测试环境要求，融合多种信号测试、分析功能于一身，使系统的适应性大大增强。同时，考虑到系统的适应性、灵活性和可扩展性，本系统软件在功能实现上使用模块化设计，每个模块完成独立的功能，同时可以满足系统高耦合与低内聚的要求。整个软件部分主要由用户管理、参数配置、自动测试、数据存储和报表生成5个模块构成，如图3所示。

图3 软件组成模块

• 每个模块实现特定的功能，登录子模块在系统中判定用户权限，在本系统中管理员权限不但可以使用产品测试功能，还可以使用参数配置，数据回放功能；如果是普通权限即操作员则只能使用测试功能。在参数输入模块中，用户可以设定待测产品的具体型号，测试环境温度、湿度，以及技术要求的参数。自动测试模块通过调用驱动函数控制DMM与Switch协同工作实现对待测产品的测试。存储模块将采集结果保存到相应文件中以备打印和报表生成。报表生成模块可将已存的测量数据以Execl形式打印。软件界面如图4 。

图4  系统软件界面

结语
本系统的搭建再次验证了运用柔性测试技术搭建的测试系统与传统测试系统相比具有快速、灵活、可扩展等优势。通过高效的软件以及模块化的硬件组合而成的测试测量系统，可以大大缩短软件开发周期，减少研发成本，降低工作人员工作强度，提高测试效率。