变频器在出厂前除了进行功能方面的测试外,还需要进行仿真量与数字量之间的校准工作,在这些出厂校准参数中,有一项是校准输入电压的侦测。不同系列的变频器,额定工作电压不同,有220V,也有380V。由于内部元器件的偏差原因,即使是同样的输入电压也会使各个变频器实际侦测到的电压有偏差,为了在实际工作中保证变频器准确工作,所以变频器在出厂前会进行输入电压的校准,俗称DCBUS校准和确认测试。利用LabVIEW具有的设备控制和通讯功能,进行变频器的DCBUS校准和测试,同时还可以进行产品条形码的检查和数据报表的保存。实现了高精度,自动化测试和测试数据的自动记录。
1 校正检测设备的工作原理
变频器内部有模拟量转换成数字量的电路,在校准DCBUS时,可编程交流电源分别输出给变频器一个高电压、一个额定电压和一个低电压,然后计算机通过通信读取变频器侦测到的数字量,再将这些数字量存入到变频器对应的寄存器中。变频器根据输入电压的高、中、低三个电压点连成的一条直线在内部产生一个输入电压与数字量的对应关系,就可以判断实际的输入交流电压了。在校准完后的测试过程中,再分别输入三个交流电压给变频器,检查变频器的侦测电压是否正确,最后再测试变频器的低压关机功能是否正确。
2 校正检测设备的硬件组成
2.1 工业计算机
考虑到生产线的长时间运行和工作环境,所以采用的计算机为工业计算机。
所谓工业计算机,简单地说,就是把计算机应用在工业中,也正是因为应用在了工业中,工业计算机和普通的计算机有了不同的特点。首先工业计算机的用途不同,它主要用于工业控制、测试等方面。一个工业计算机的典型应用是通过标准的串行口(RS232/485等串口)获得外部的数据,通过计算机内部的微处理器的计算,最后通过显示屏或者通过串行口输出,这样,在工业计算机上,我们就实现了一个计算的过程。另外,工业计算机的组成部件不同。比如说工业计算机可以没有显示屏,可以拥有多个串行口,其CPU是专用的工业控制的CPU,所用的系统板面积很小。以上的所有这些特点都反映了两种计算机组成上的差别。由于工业控制的恶劣环境,经常需要特种的部件来构成工业控制用的计算机。比如,在一些情况下需要工作温度范围比较宽泛,不少工业计算机能够在-20℃到80℃的温度范围内工作;另外一些情况下需要稳定性更好的器件,比如说抗强干扰的器件。这些特点都是和工业计算机的用途密切相关的。
2.2 可编程序设计交流电源
为了完成变频器输入电压的自动可控,所采用的交流电源是可编程的交流电源,内部有GPIB接口,可完成计算机对交流电源的可控制功能。满足高效、精准的要求。
2.3 RS232转RS485转换器
变频器由于工作环境和传输距离的需要,通信协议设计成RS485,而计算机的串口通信是RS232的,所以需要一个RS232转换成RS485的转换器,采用的是一款IFD 8500隔离式RS232-RS485/RS422转换器。
规格如下:
(1)电源需求:9～35VDC;
(2)消耗功率:1.2W;
(3)隔离电压:3000VDC;
(4)传输速度:支持1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps;
(5)RS232端子型式:9PIN D-SUB(母座);
(6)RS485/RS422端子型式:10PIN端子排,可使用AWG1-#12到#24线。
2.4 GPIB卡
采用USB-3488A高性能IEEE488 GPIB控制器。
具有以下特性:
(1)与IEEE488.1、IEEE488.2及USB2.0标准完全兼容;
(2)支持即插即用,无需外加电源;
(3)无需GPIB线即可与仪器连接,随时量测与开发;
(4)支持工业标准VISA函数库;
(5)内含2m长的USB线缆;
(6)最大传输速率1.2MB/s。
3 校正检测设备的软件设计(数据处理)
3.1 LabVIEW的特点
LabVIEW是虚拟仪器概念的首创者,是美国NI公司开发的一个图形化开发软件,主要用于仪器控制、数据采集、数据分析等领域。它不仅提供了几乎所有经典的信号处理和大量现代的高级信号处理工具,而且LabVIEW程序容易与各种数据采集硬件集成,可以和多种主流的工业现场总线通信以及与大多数通用标准的实时数据库连接。
3.2 校正检测设备的软件设计
由于每一种产品的输入电压不同,如果一个低电压的产品输入了高电压的话,就会对产品造成损坏,而如果是高电压的产品输入低电压的话,就会造成产品在实际运行中出现不良结果。所以在程序的刚开始加入了对产品型号的判断,确认产品型号正确后,才开始对产品进行上电校准和测试。如图1所示。
在确认了产品的型号正确后,就开始进入上电校准和测试的主程序部分。
软件测试系统的流程图如图2所示。
产品测试合格后,系统自动对每一个产品的测试结果进行记录保存,以便以后的产品追踪。
4 结束语
文中所论述的设备和系统已经投入生产测试,达到了使用精度要求和测试功能要求。该检测系统综合采用了串口自动采集数据与GPIB的控制,可普遍推广到其它产品的监测。
