過(guò)去的空調(diào)測(cè)試大多都是針對(duì)單個(gè)臺(tái)位的幾個(gè)功能進(jìn)行測(cè)試，如水冷冷水測(cè)試、風(fēng)機(jī)盤(pán)管測(cè)試、焓差測(cè)試、換熱測(cè)試等。隨著市場(chǎng)需求的增加，空調(diào)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模的相應(yīng)擴(kuò)大，對(duì)測(cè)試的要求也越來(lái)越高。越來(lái)越多的測(cè)試臺(tái)需要一套集中測(cè)試、遠(yuǎn)程監(jiān)控的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，有效的利用現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備，提高測(cè)試設(shè)備利用率，充分發(fā)揮硬件功能作用，便于不同部門(mén)的人員有效利用和分析大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，以及不同部門(mén)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效管理。

1. 系統(tǒng)方案

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)采集設(shè)備（DAQ Devices）與采集計(jì)算機(jī)（DAQ Server）進(jìn)行硬件連接通訊（支持多種總線類(lèi)型連接，如GPIB,PXI,USB,RS232/485等，凡是LabVIEW支持的通訊協(xié)議均可采集到采集計(jì)算機(jī)上）。

通過(guò)安裝在采集計(jì)算機(jī)上的LabVIEW數(shù)據(jù)采集程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。網(wǎng)絡(luò)中任何一臺(tái)授權(quán)的客戶端計(jì)算機(jī)（Client）通過(guò)TCP/IP通訊和采集計(jì)算機(jī)建立數(shù)據(jù)連接，獲得其需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行后期運(yùn)算分析，最后通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)服務(wù)器（Data Server）的數(shù)據(jù)庫(kù)中。客戶端程序可安裝到網(wǎng)絡(luò)中任何一臺(tái)經(jīng)過(guò)授權(quán)的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析處理，同時(shí)也可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)提出進(jìn)行分析處理。

2. 系統(tǒng)功能主要包括以下幾部分：

1. 數(shù)據(jù)采集程序

客戶要求能夠充分利用原有設(shè)備，充分發(fā)揮新增加的NI PXI系統(tǒng)的優(yōu)越性能。要具有良好的兼容性，能在以后新增硬件設(shè)備后，只需要添加設(shè)備驅(qū)動(dòng)就能很方便將新硬件采集功能添加到數(shù)據(jù)采集程序中。數(shù)據(jù)采集程序用于數(shù)據(jù)采集設(shè)備和采集計(jì)算機(jī)之間的通訊以及數(shù)據(jù)傳遞，可以在此程序中對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行設(shè)定和選擇，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)采集的通道進(jìn)行配置，比如熱電偶、鉑電阻、電壓、電流的通道配置等。數(shù)據(jù)采集程序得到的數(shù)據(jù)通過(guò)建立TCP/IP連接將數(shù)據(jù)發(fā)往各個(gè)客戶端計(jì)算機(jī)（此客戶端計(jì)算機(jī)可以是網(wǎng)絡(luò)上任一臺(tái)計(jì)算機(jī)），以便于其它臺(tái)位的計(jì)算機(jī)讀取各自臺(tái)位的數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題可在采集計(jì)算機(jī)上運(yùn)行客戶端程序并將數(shù)據(jù)保存到本地計(jì)算機(jī)上從而進(jìn)行一個(gè)臺(tái)位的測(cè)試。

2. 測(cè)試向?qū)?/p>

通過(guò)測(cè)試向?qū)В赏瓿蓹C(jī)組類(lèi)型選擇、測(cè)試信息輸入、采集通道配置、通道模板管理、虛擬通道管理等功能。

機(jī)組類(lèi)型選擇包括水冷冷水機(jī)組，風(fēng)冷冷水機(jī)組，單元機(jī)，多聯(lián)機(jī)，壓縮機(jī)、換熱器等測(cè)試類(lèi)型，當(dāng)有新機(jī)組類(lèi)型，用戶可自定義機(jī)組測(cè)試類(lèi)型。

3. 實(shí)時(shí)顯示圖形

用戶可自由選擇通道組合進(jìn)行曲線實(shí)時(shí)顯示。

4. 帳號(hào)權(quán)限管理

系統(tǒng)具有一定的權(quán)限功能，包括以下幾級(jí)（用戶也可根據(jù)需要新建權(quán)限功能）：

l 訪客：可查看歷史測(cè)試數(shù)據(jù)；

l 操作者權(quán)限：可對(duì)一些測(cè)試參數(shù)進(jìn)行輸入設(shè)定；

l 班組長(zhǎng)權(quán)限：可更改一些計(jì)算公式等；

l 測(cè)試工程師權(quán)限：可使用軟件所有的功能，但是不能進(jìn)入或者更改源程序；

l 軟件管理員權(quán)限：可進(jìn)行所有的操作包括源程序修改。

5. 數(shù)據(jù)比較

可將歷史數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形比較。用在對(duì)同一臺(tái)位的同一類(lèi)型測(cè)試上面。用戶需要對(duì)同一測(cè)試進(jìn)行相似性比較、重復(fù)性比較等場(chǎng)合時(shí)具有一定的作用。

6. 歷史數(shù)據(jù)查詢

通過(guò)Database Connectivity數(shù)據(jù)庫(kù)工具包，客戶端計(jì)算機(jī)得到的數(shù)據(jù)可存入數(shù)據(jù)服務(wù)器中（安裝有MSSQL、Oracle、MySQL、MSAccess等數(shù)據(jù)庫(kù)軟件即可）。然后通過(guò)客服端計(jì)算機(jī)軟件將數(shù)據(jù)服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)讀取進(jìn)行分析處理。

7. 報(bào)表輸出

通過(guò)使用Report Generation報(bào)表生成工具包并結(jié)合Microsoft Excel，用戶可自行建立報(bào)表模板，或選擇以建好的模板，定義數(shù)據(jù)在Excel模板中對(duì)應(yīng)位置，即可輸出Excel報(bào)表。用戶可定義輸出報(bào)表的條件，首先確定判穩(wěn)參數(shù)和條件，在程序運(yùn)行過(guò)程中所有參數(shù)均達(dá)到了判穩(wěn)條件后并穩(wěn)定一段時(shí)間后，即可自行輸出報(bào)表到指定文件路徑。

8. 傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)

在空調(diào)測(cè)試中有大量的傳感器使用，在使用一段時(shí)間后均需要進(jìn)行定期標(biāo)定，但由于數(shù)量眾多，需要有一套傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)，便于在進(jìn)行標(biāo)定后，能及時(shí)進(jìn)行有效的管理和追蹤。因此設(shè)計(jì)了一套傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)模塊?？稍谄渲杏涗泜鞲衅鞯脑敿?xì)信息如：臺(tái)位、序號(hào)、修正設(shè)備名稱(chēng)、修正設(shè)備編號(hào)、修正方法、修正日期、修正人、審核人、修正公式系數(shù)等等，可以對(duì)此數(shù)據(jù)庫(kù)文件進(jìn)行維護(hù)從而設(shè)置所有測(cè)試臺(tái)傳感器的信息，便于測(cè)試的時(shí)候進(jìn)行選擇。

圖2 傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)界面

3. 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)a. 軟件開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)

客戶以前也委托其他單位采用VB，Delphi開(kāi)發(fā)過(guò)數(shù)套針對(duì)某一固定臺(tái)位的測(cè)試程序。每個(gè)臺(tái)位軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間均在數(shù)月以上，并且功能上很難滿足客戶不斷變化的要求。本套系統(tǒng)軟件針對(duì)整個(gè)工廠中所有空調(diào)測(cè)試臺(tái)位測(cè)試，可以應(yīng)用在大多數(shù)臺(tái)位上。在開(kāi)發(fā)時(shí)間從原來(lái)的數(shù)月減少到數(shù)周，并及時(shí)根據(jù)客戶的需求變化，不斷更新功能模塊。

圖3 Plug-in

數(shù)據(jù)采集程序?qū)⒚總€(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序做成插件（Plug-in）的形式，以后如有新的測(cè)試設(shè)備加入，只需要按照固定的輸入輸出模板進(jìn)行編寫(xiě)后，放入到指定的插件目錄（SupportPlug-in），即可實(shí)現(xiàn)新的測(cè)試功能。插件形式采用了VI Server技術(shù)，通過(guò)調(diào)用插件目錄中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)VI，按照固定模式寫(xiě)入設(shè)備采集參數(shù)，即可輸出得到采集的數(shù)據(jù)。

圖4 VI Server

通過(guò)利用TCP/IP通訊，輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)采集分析。過(guò)去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集一般利用GPIB，RS232/485等傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集功能。通過(guò)利用LabVIEW中VISA對(duì)TCP/IP的支持，結(jié)合現(xiàn)代工廠網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，可充分實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集功能。并將此功能拓展，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠的試驗(yàn)臺(tái)的集中監(jiān)控管理。NI Example中自帶TCP/IP通訊，如下所示：

圖5 TCP/IP Server Block Diagram

圖6 TCP/IP Client Block Diagram

可以基于以上例程，并利用以下通訊策略開(kāi)發(fā)了TCP/IP通訊：

圖7 TCP/IP Server TCP/IP Client

用戶界面方面，LabVIEW集成了大量漂亮的控件，可根據(jù)用戶需求現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整，快速獲得用戶的反饋，減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，并能制作出漂亮的符合用戶需求的界面。如下圖所示：

圖8 測(cè)試界面

b. 硬件開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)

過(guò)去傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備往往十分笨重，占用大量測(cè)試空間，運(yùn)輸也十分不便，通訊均基于GPIB、VXI、RS232/485等傳統(tǒng)方式，采樣率較低，很難滿足現(xiàn)在大數(shù)據(jù)量快速采集的要求。采用NI PXI方案后，由于PXI體積小，減少了許多占用空間。并且PXI總線通訊速率較高，例如采用了PXI-4071 數(shù)字萬(wàn)用表/數(shù)字化儀/示波器+PXI-2503 矩陣/復(fù)用器方案后，PXI 4071可達(dá)到1.8 MS/s采樣率，PXI-2503最快可實(shí)現(xiàn)200Cycle/s的切換速率，采集一圈下來(lái)所需時(shí)間在毫秒級(jí)，但傳統(tǒng)設(shè)備采樣一圈下來(lái)往往需要數(shù)秒的時(shí)間，已不能滿足大數(shù)據(jù)量快速采集的要求。

圖9 現(xiàn)場(chǎng)圖片

通過(guò)圖1和圖9可以看出，通過(guò)引入了LabVIEW和NI硬件后，在硬件的安裝調(diào)試都更加方便。與傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備相比，還需要另外添加轉(zhuǎn)換設(shè)備才能完成這些工作。而使用NI硬件并結(jié)合LabVIEW及相應(yīng)工具包和通訊模塊后，能快速建成實(shí)現(xiàn)集中測(cè)試、遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

通過(guò)這些優(yōu)勢(shì)的比較，可見(jiàn)LabVIEW和NI的硬件在空調(diào)測(cè)試行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用空間。以改變傳統(tǒng)的測(cè)試方式為先進(jìn)的虛擬儀器測(cè)試方式。

結(jié)論通過(guò)利用NI的LabVIEW軟件，我們可以根據(jù)客戶的需求快速定制出符合要求的軟件產(chǎn)品。這與傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式相比，不僅提高了編程效率，而且也節(jié)省了客戶交流時(shí)間，提高了交流的效率，讓我們能更好的為客戶提供符合要求質(zhì)量過(guò)硬的軟件產(chǎn)品。硬件上通過(guò)LabVIEW與NI硬件的無(wú)縫結(jié)合，節(jié)省許多硬件開(kāi)發(fā)時(shí)間，過(guò)去要為一塊板卡或模塊寫(xiě)軟件驅(qū)動(dòng)是一項(xiàng)十分耗時(shí)的工作，需要大量的調(diào)試工作。而且穩(wěn)定性也得不到很好的保證，采用NI的硬件后，穩(wěn)定性有很大的提升，開(kāi)發(fā)時(shí)間減少，采樣點(diǎn)數(shù)和采樣速率也大為提高?？梢灶A(yù)見(jiàn)LabVIEW和NI硬件在工業(yè)測(cè)控方面必有更加廣泛和深入的應(yīng)用。