無(wú)人值守的溫控器壽命與溫漂綜合測(cè)試系統(tǒng)

為了檢測(cè)各生產(chǎn)批次不同型號(hào)溫控器的加工、裝配質(zhì)量，進(jìn)而考核其恒溫特性，溫控器生產(chǎn)廠家需要對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行壽命、溫漂實(shí)驗(yàn)。

壽命實(shí)驗(yàn)用于檢測(cè)給定周期內(nèi)，溫控器雙金屬片、接點(diǎn)片彈力的變化情況，銀接點(diǎn)的燒蝕程度，通、斷電時(shí)間，以及接點(diǎn)片的跳變頻率。

溫漂實(shí)驗(yàn)用于考核給定時(shí)間內(nèi)，溫控器的溫度浮動(dòng)范圍是否在給定界限內(nèi)。要求檢查溫度的峰、谷值、均值和差值的變動(dòng)情況。這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)均要求長(zhǎng)期不停機(jī)的運(yùn)行。

傳統(tǒng)的壽命實(shí)驗(yàn)過(guò)程是靠普通的繼電器、鼓風(fēng)機(jī)和齒輪式計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的。由于長(zhǎng)期頻繁的啟停動(dòng)作，這些實(shí)驗(yàn)裝置、元器件極易損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)月毀損的實(shí)驗(yàn)元、器件約占本月整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝機(jī)量的三分之一。由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失十分嚴(yán)重。更為嚴(yán)重的后果是，元器件故障常常引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)丟失，實(shí)驗(yàn)常常會(huì)因故停止或給出不合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

同樣，傳統(tǒng)的溫漂實(shí)驗(yàn)是通過(guò)物理儀器如溫度打點(diǎn)儀，依在紙帶上打點(diǎn)的形式記錄溫度測(cè)量曲線。這種方式的缺點(diǎn)是需購(gòu)買多臺(tái)測(cè)量?jī)x器，并配置大量的紙帶；完全靠人工定時(shí)讀取數(shù)據(jù)，因而誤差較大；一旦出現(xiàn)故障如熱電偶脫落，無(wú)法及時(shí)報(bào)警。

據(jù)此，溫控器生產(chǎn)廠家提出了徹底改造發(fā)行兩大實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的要求。在完全取消原有物理控制元、器件的基礎(chǔ)上，新的壽命、溫漂綜合測(cè)試系統(tǒng)在功能上要求能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)資料，自動(dòng)追蹤錯(cuò)誤，自動(dòng)出錯(cuò)報(bào)警并緊急拉閘，能監(jiān)控大電流、高電壓回路，自動(dòng)定時(shí)開(kāi)、關(guān)測(cè)量通道，抗干擾能力強(qiáng)，具有遠(yuǎn)程通信和分布式控制能力，能自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。測(cè)量通道數(shù)可視需要自由增減。在使用上要求人機(jī)界面簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)時(shí)間短，并能夠作到無(wú)人值守。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，基于PC的自動(dòng)化系統(tǒng)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、友好的人機(jī)操作界面以及富于柔性的接口擴(kuò)展方式，打破了基于普通物理邏輯控制元件控制系統(tǒng)一統(tǒng)天下的格局，并逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位。越來(lái)越受到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的歡迎和重視。

根據(jù)用戶的要求，結(jié)合現(xiàn)今基于PC機(jī)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展實(shí)際，我們擬定了客戶／服務(wù)器模式的系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行方案。從用戶的操作習(xí)慣和應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā)，確定主機(jī)操作系統(tǒng)為Windows NT Server 4.0，客戶機(jī)操作系統(tǒng)為Windows 9X。編程平臺(tái)采用NI的圖形程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言LabVIEW。

應(yīng)用系統(tǒng)依客戶／服務(wù)器模式將任務(wù)分解成兩部分。實(shí)時(shí)控制與數(shù)據(jù)處理部分放在服務(wù)器端、過(guò)程監(jiān)控、報(bào)告輸出以及參數(shù)設(shè)定部分則放在客戶端。這樣可避免某些交互過(guò)程中實(shí)時(shí)控制可能產(chǎn)生的岔斷作用。依據(jù)上述任務(wù)模型劃分，將溫控器壽命實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)置于服務(wù)器端，這是因?yàn)閴勖鼘?shí)驗(yàn)是實(shí)時(shí)的，系統(tǒng)要求必須能夠在0.2秒之內(nèi)對(duì)溫控器的通斷狀態(tài)作出響應(yīng)，以便確定是否需要接通冷卻風(fēng)閥或者緊拉閘。溫漂實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理部分放在服務(wù)器端，報(bào)告輸出、過(guò)程監(jiān)控、參數(shù)與狀態(tài)設(shè)定放在客戶機(jī)一端。使用TCP/IP作為應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，利用DCOM技術(shù)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)加載服務(wù)器端的數(shù)據(jù)處理，狀態(tài)分析過(guò)程，一旦處理完成，則可動(dòng)態(tài)卸載應(yīng)用過(guò)程處理程序，以便節(jié)省內(nèi)存空間。系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上形成了分布式控制機(jī)制。

由于用戶要求新的測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量通道數(shù)量必須具備可擴(kuò)充性，以備今后在不更改應(yīng)用程序的情況下，能夠按需增加測(cè)量任務(wù)，經(jīng)考察決定在硬件上使用NI公司的FielelPoint作為信號(hào)采集、處理設(shè)備。因?yàn)?/font>FiddPoint是以模組的形式構(gòu)造測(cè)量點(diǎn)，因此在測(cè)量通道數(shù)量的增減方面具有很大的靈活性。并且該設(shè)備支持熱拔插。在出現(xiàn)故障時(shí)，用戶可即時(shí)更換故障模塊而無(wú)須關(guān)閉電源，保證了系統(tǒng)工作的連續(xù)性。針對(duì)不同的測(cè)量需求，FiｅｌdPoint提供了模擬、數(shù)字信號(hào)I/O模塊。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，使用支持RS-485協(xié)議的通信模塊作為主機(jī)與測(cè)量模塊之間的信號(hào)傳輸媒介。利用工廠現(xiàn)有的局域網(wǎng)建立客戶機(jī)、主機(jī)之間星形工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為避免網(wǎng)絡(luò)廣播信息對(duì)客戶機(jī)上過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的干擾，需要為工控網(wǎng)絡(luò)建立獨(dú)立的域。