袁永恒，董秀成，鄭海春，古世甫

（西華大學(xué)信號(hào)與信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都　610000）

基于LabVIEW的便攜式推力軸承數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

袁永恒，董秀成，鄭海春，古世甫

（西華大學(xué)信號(hào)與信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610000）

在大型水輪發(fā)電機(jī)工作中，推力軸承的運(yùn)行狀態(tài)與發(fā)電機(jī)工作的效率與安全有著重要的關(guān)聯(lián)；因此在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)軸承系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，已保證發(fā)電機(jī)在可控條件下進(jìn)行作業(yè)；本系統(tǒng)采用了基于Lab VIEW軟件平臺(tái)的多路并行數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸承系統(tǒng)中推力瓦的溫度、油膜厚度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、顯示界面的截屏以及對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理、記錄和保存等功能；同時(shí)利用DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)共享，讓多個(gè)試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)分析記錄軸承系統(tǒng)數(shù)據(jù)；試驗(yàn)結(jié)果表明此便攜式推力軸承數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集控制精度高，試驗(yàn)人員查看數(shù)據(jù)方便，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

推力軸承；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；狀態(tài)隊(duì)列機(jī)

0　引言

水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承是水輪發(fā)電機(jī)組最重要的部件之一，它承受著發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子質(zhì)量及軸向水推力等軸向負(fù)荷［1］。在水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，推力軸承系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)對(duì)于整個(gè)機(jī)組的安全性具有極其重要的意義，它讓整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)處于平衡運(yùn)行的狀態(tài)，并且軸承系統(tǒng)的各方面性能會(huì)影響發(fā)電機(jī)的出力與效率。本文以推力軸承運(yùn)行時(shí)的各種性能參數(shù)為測(cè)試研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于Lab VIEW便攜式推力軸承的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中推力軸承的推力瓦上油膜厚度和油膜溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并得到可靠可信的推力軸承性能參數(shù)。

Lab VIEW是由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開發(fā)出的虛擬儀器［2］，它是一種能夠把計(jì)算機(jī)資源與儀器硬件、數(shù)字信號(hào)處理與不同功能軟件模塊結(jié)合起來(lái)的程序開發(fā)環(huán)境；是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集軟件和儀器控制程序面板。Lab VIEW集成了絕大多數(shù)的滿足各種通訊協(xié)議的硬件以及各種數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)通訊的功能。利用Lab VIEW可以方便的實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的并行［3］，與C++和Visual basic相比，Lab VIEW是一種能夠在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建高質(zhì)量項(xiàng)目的圖形化變成語(yǔ)言［4］。目前Lab-VIEW廣泛的應(yīng)用于儀器測(cè)試與測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化，跨平臺(tái)開發(fā)，控制與仿真和快速開發(fā)等領(lǐng)域。

在此將Lab VIEW編程語(yǔ)言引入到推力軸承試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，對(duì)軸承試驗(yàn)機(jī)中的推力瓦上的電壓，電流，溫度，油膜厚度等信號(hào)進(jìn)行采集和顯示，并將數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行記錄，存儲(chǔ)和分析，并對(duì)試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)以保證試驗(yàn)機(jī)在正常狀態(tài)下運(yùn)行。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

推力軸承數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)采用美國(guó)國(guó)家儀器公司的基于Lab VIEW操作系統(tǒng)模塊化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，AD轉(zhuǎn)換精度要求達(dá)到16位以上，工作性能應(yīng)穩(wěn)定可靠，硬件采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，模塊具有可擴(kuò)充性，模塊插拔方便可靠，各模塊相互隔離，各通道抗干擾能力強(qiáng)，選用通用接口USB以及Express-Card與計(jì)算機(jī)通信。系統(tǒng)所采用的傳感器應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)表現(xiàn)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，精度高。所有的硬件應(yīng)集成在一個(gè)便攜式機(jī)箱中，便于測(cè)試人員移動(dòng)測(cè)試。

數(shù)據(jù)采集分析軟件采用多媒體動(dòng)態(tài)仿真測(cè)控軟件，實(shí)現(xiàn)測(cè)試分析、信號(hào)處理、擬合分析、刷新分析、實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控報(bào)警燈功能。數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)應(yīng)由專用工業(yè)計(jì)算機(jī)、熱電偶信號(hào)調(diào)理模塊、熱電阻調(diào)理模塊和電源系統(tǒng)組成。并且為了設(shè)備具備高可靠的電磁兼容性能，需要設(shè)計(jì)能夠完全隔離的電源對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電。為了設(shè)備的高穩(wěn)定性、便攜性，設(shè)備采用便攜式機(jī)箱裝備采集模塊并使用了PXI總線作為設(shè)備系統(tǒng)的總線方式。

2　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在推力軸承性能試驗(yàn)中，典型物理量的測(cè)量包括對(duì)油膜溫度、瓦塊溫度、軸向力和油膜溫度等的測(cè)量方法［5］。采集系統(tǒng)主要采集的數(shù)據(jù)為油膜厚度，油膜壓力以及油膜溫度。為了滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了如圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用了工業(yè)計(jì)算機(jī)，并使ExpressCard進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換。ExpressCard模塊采用的是優(yōu)于PC卡PCI并行總線接口的串行數(shù)據(jù)接口，其在減少界面所需信號(hào)數(shù)目的同時(shí)提高了總線數(shù)據(jù)傳送的速度，功耗比傳統(tǒng)PC卡更低，使得拆裝過(guò)程更方便。機(jī)箱選擇NI公司生產(chǎn)的PXIE1073機(jī)箱和SCXI1001機(jī)箱進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。PXIE1073通過(guò)ExpressCard與筆記本進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換，它有3個(gè)混合插槽和2個(gè)PXI-Express插槽，每個(gè)插槽都接收PXI-Express模塊，并有高達(dá)250MB/s的專用帶寬和250 MB/s的系統(tǒng)帶寬；在0℃到50℃的溫度下，總功率達(dá)150 W，機(jī)箱還包括一個(gè)集成化MXI-Express控制器。SCXI1001機(jī)箱是牢固、小巧的12插槽機(jī)箱，可以裝載任何SCXI模塊；具有強(qiáng)制風(fēng)冷的機(jī)架固定、面板安裝以及便攜式可供選擇；低噪音信號(hào)調(diào)理環(huán)境、三條內(nèi)部模擬總線、NI-DAQ驅(qū)動(dòng)使程序配置和測(cè)量簡(jiǎn)單；適用于高速多路復(fù)用電路。

圖1　采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

熱電偶熱電阻等信號(hào)，PXIE機(jī)箱采PXI4353以及TB4353為插入板卡進(jìn)行熱電偶的采集；SCXI機(jī)箱采用SCXI1104，SCXI1300，SCXI1308以及SCXI1306等板卡進(jìn)行油膜厚度，電壓/電流信號(hào)以及熱電阻的采集。具體配置如圖2所示。

硬件配置具有重量輕，設(shè)備穩(wěn)定，易攜帶以及防電磁干擾等特點(diǎn)，在實(shí)際使用過(guò)程中方便測(cè)試人員搬運(yùn)，拆裝以及使用。

圖2　采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1軟件的結(jié)構(gòu)和功能

Labview程序由程序框圖以及前面板組成。前面板是用戶和程序交互使用的界面，程序框圖寫出的代碼能夠通過(guò)前面板以圖形的方式顯示出來(lái)，能夠直觀的理解各種界面的功能。為了使得試驗(yàn)人員能方簡(jiǎn)便的獲取軸承運(yùn)行時(shí)采集到的數(shù)據(jù)，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，采用了如圖3所示的軟件程序結(jié)構(gòu)。

圖3　系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要主要包括以下功能：

1）從設(shè)備硬件采集卡中采集到數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和標(biāo)定；

2）提供一個(gè)人機(jī)交互界面以選擇采集時(shí)需要調(diào)整的參數(shù)和功能（自動(dòng)存儲(chǔ)或手動(dòng)存儲(chǔ)、存儲(chǔ)時(shí)間間隔、采集數(shù)據(jù)的精度以及不同界面顯示的數(shù)據(jù)量等）；

3）對(duì)指定采集通道進(jìn)行圖示的布點(diǎn)顯示和實(shí)時(shí)圖片保存，以及相應(yīng)通道布點(diǎn)的增加與刪減；

4）將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)Datasocket技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的交換和共享，不同計(jì)算機(jī)之間能夠通過(guò)有線以及無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

5）將采集到的數(shù)據(jù)連接到Excel表中，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

3.2程序功能的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)列表與界面的設(shè)置，數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。

3.2.1數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)采集的通道較多，采集的頻率較高，導(dǎo)致采集的和需要處理的數(shù)據(jù)量大，因此系統(tǒng)在軟件結(jié)構(gòu)上采用了并行數(shù)據(jù)采集的方式。并行數(shù)據(jù)采集的工作方式分為兩種方式，分別是獨(dú)立性和交互式采集模式。交互式數(shù)據(jù)采集模式是數(shù)據(jù)采集設(shè)備在工作過(guò)程中存在某些功能上、時(shí)序上的聯(lián)系［6］。鑒于硬件設(shè)備采用兩個(gè)不同的采集機(jī)箱，軟件結(jié)構(gòu)需要讓數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理同步進(jìn)行，因此數(shù)據(jù)采集模式采用交互式采集模式。Lab VIEW中提供了一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步操作的隊(duì)列技術(shù)，此隊(duì)列技術(shù)將一個(gè)有序的消息，從一個(gè)狀態(tài)機(jī)傳遞到另一個(gè)與之獨(dú)立的并行運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)中［7］。

Lab VIEW中提供的同步機(jī)制中，最常用的技術(shù)是隊(duì)列同步操作技術(shù)。隊(duì)列同步操作技術(shù)就是將所在系統(tǒng)采集到的一系列有序的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到一個(gè)正在運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)中，并且同步的將數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到另一個(gè)并行運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)中完整對(duì)采集到的信號(hào)的循環(huán)處理，程序如圖4所示。數(shù)據(jù)采集處理采用“生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型”［8］，“生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型”的實(shí)現(xiàn)在Lab-VIEW中常采用隊(duì)列技術(shù)，上半部分不斷的采集信號(hào)，下半部分不斷的處理信號(hào)。

圖4　狀態(tài)隊(duì)列機(jī)結(jié)構(gòu)

因數(shù)據(jù)是從各傳感器中采集到的原始數(shù)據(jù)，無(wú)法達(dá)到系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的要求，所以在系統(tǒng)中有匹配了相應(yīng)通道的配置文件，通過(guò)配置文件能夠?qū)ο鄳?yīng)通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定。考慮到硬件設(shè)備采集頻率較快，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的失真，采集模塊使用了均值濾波的方法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。在采集數(shù)據(jù)時(shí)可以設(shè)置系統(tǒng)的采樣率，通道開辟緩沖區(qū)大小，讀取采樣數(shù)和數(shù)據(jù)保留位數(shù)的參數(shù)，如圖5所示。

圖5　數(shù)據(jù)采集模塊

3.2.2數(shù)據(jù)列表與數(shù)據(jù)界面

數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的主界面由系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)顯示幾個(gè)部分組成。設(shè)置模塊分為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)精度調(diào)整，采集的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)主界面調(diào)整數(shù)據(jù)的具體位數(shù)，參數(shù)設(shè)置能夠增加和刪減所需要采集的通道以及通道數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分為存儲(chǔ)間隔設(shè)置以及自動(dòng)和手動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)置兩個(gè)模塊，可以分別設(shè)置存儲(chǔ)間隔的時(shí)間以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式。數(shù)據(jù)采集分為開始采集和停止采集，用來(lái)控制系統(tǒng)運(yùn)行。

數(shù)據(jù)顯示由推力瓦數(shù)據(jù)圖示以及推力瓦數(shù)據(jù)列表組成，點(diǎn)擊按鈕便進(jìn)入數(shù)據(jù)圖示以及數(shù)據(jù)列表界面；數(shù)據(jù)圖示界面主要以圖片和推力瓦圖片布點(diǎn)的方式來(lái)顯示，標(biāo)志點(diǎn)能在推力瓦圖片任意位置放置并顯示相應(yīng)通道的采集數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)列表界面由各通道采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以列表的形式顯示。

目標(biāo)布點(diǎn)通過(guò)將通道相對(duì)應(yīng)的布爾控件作為不同的元素，再將通道元素進(jìn)行組合為布爾控件數(shù)組；然后把采集到不同數(shù)據(jù)通道的數(shù)值組合成對(duì)應(yīng)的數(shù)組，通道采集到的數(shù)組經(jīng)過(guò)配置文件的參數(shù)配置，由加載坐標(biāo)配置文件的子VI將數(shù)值控件與布爾控件（顯示燈）連接合成為混合控件，加載坐標(biāo)配置文件的子VI如圖6所示；再將當(dāng)前VI的屬性節(jié)點(diǎn)的設(shè)置為鼠標(biāo)點(diǎn)擊放置布爾控件，最終實(shí)現(xiàn)在圖示界面增添與刪除對(duì)應(yīng)通道布爾控件的功能?；旌峡丶軌?qū)崟r(shí)顯示對(duì)應(yīng)通道位置所采集到的數(shù)據(jù)。

圖6　坐標(biāo)配置文件加載

推力瓦數(shù)據(jù)圖示界面運(yùn)用Lab VIEW自帶的截取VI簇前面板的模塊，實(shí)現(xiàn)了在任意時(shí)刻截取推力瓦數(shù)據(jù)圖示并保存的功能。

綜上所述，倍他樂(lè)克聯(lián)合胺碘酮，臨床效果明顯，不僅僅能夠有效改善急性心肌梗死后室性心律失?；颊叩呐R床癥狀，同時(shí)也能顯著提高臨床療效，控制不良反應(yīng)，具有臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及推廣價(jià)值。

3.2.3數(shù)據(jù)通信

為了使得試驗(yàn)人員能夠多方面的處理和分析采集到的數(shù)據(jù)，程序使用Lab VIEW自帶的DataSocket節(jié)點(diǎn)技術(shù)模塊。DataSocket是National Instrument提供的一種編程工具，借助它可以在不同應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)源之間共享數(shù)據(jù)［9］。

DataSocket技術(shù)基于TCP/IP協(xié)議并對(duì)其進(jìn)行高度封裝，能在測(cè)試測(cè)量過(guò)程中實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與多用戶的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換與共享，而用戶不必?fù)?dān)心程序底層的細(xì)節(jié)［10］，采用的網(wǎng)絡(luò)通信模式為Client/Server模式，即客戶/服務(wù)器模式［11］。當(dāng)DataSocket Server運(yùn)行在計(jì)算機(jī)中時(shí)，本機(jī)、局域網(wǎng)或Internet中的其他DataSocket程序都能方便的從采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)中獲取數(shù)據(jù)。因此我們將連接采集機(jī)箱以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的工業(yè)計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，使它在無(wú)線局域網(wǎng)中發(fā)布數(shù)據(jù)給帶有DataSocket計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，如圖7所示。

將服務(wù)器中的程序使用Lab VIEW里的DataSocket工具箱的寫入模塊，連接到采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)數(shù)組設(shè)置為全局共享變量，再將客戶端的的接受程序?qū)憺镈ataSocket讀入模塊。在服務(wù)器與客戶端之間建立一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器寫入的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)傳遞給客戶端，客戶端讀入服務(wù)器傳來(lái)的數(shù)據(jù)后通過(guò)程序前面板顯示出來(lái)。遠(yuǎn)程測(cè)試人員從Web服務(wù)器獲取的總是最新的數(shù)據(jù)，但只有服務(wù)器能夠控制儀表。

3.2.4數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模塊使用Lab VIEW的報(bào)表生成模塊，它提供了與Microsoft Office軟件的接口，可以生成的數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在Word或者Excel中，同時(shí)可以在存儲(chǔ)時(shí)直接通過(guò)軟件加入各種圖片，使數(shù)據(jù)的表現(xiàn)更加豐富［12］。軟件中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的實(shí)現(xiàn)方式如圖8所示。

圖7　Datasocket數(shù)據(jù)共享

圖8　Excel存儲(chǔ)流程圖

圖9　Excel表數(shù)據(jù)讀取與存儲(chǔ)

考慮到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在時(shí)間上有間斷性和延續(xù)性，在存儲(chǔ)功能模塊還添加了存儲(chǔ)時(shí)間間隔的設(shè)置功能，可設(shè)置了時(shí)間間隔，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)便會(huì)在設(shè)置的時(shí)間中將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Excel表中。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在采集判斷程序外添加一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，條件結(jié)構(gòu)外的條件項(xiàng)連接一個(gè)存儲(chǔ)燈控件。當(dāng)燈亮?xí)r表示采集開始，燈滅表示采集結(jié)束。并在此條件結(jié)構(gòu)中增加一個(gè)小的條件結(jié)構(gòu)，里面包含時(shí)間條件，分別為5 s、10 s、20 s…10 min，然后連接Lab VIEW里的定時(shí)控件，定時(shí)控件做為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的條件項(xiàng)，完成后實(shí)現(xiàn)此采樣時(shí)間設(shè)置功能。

試驗(yàn)中，將系統(tǒng)采集模塊打開，對(duì)所有通道進(jìn)行模擬信號(hào)采集，將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在程序前面板上，如圖4所示；然后將采集到的數(shù)據(jù)存入excel表中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中表現(xiàn)穩(wěn)定，存儲(chǔ)完成后能在后臺(tái)excel文件查看所采集到的歷史數(shù)據(jù)。

4　試驗(yàn)結(jié)果與分析

在推力軸承現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)，通過(guò)傳感器連接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集卡，再將數(shù)據(jù)卡相應(yīng)的通道進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，采集的數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求。如油膜溫度、油膜厚度等數(shù)據(jù)在系統(tǒng)標(biāo)定后，在主程序的數(shù)據(jù)界面和數(shù)據(jù)列表中對(duì)應(yīng)的通道數(shù)據(jù)中能實(shí)時(shí)顯示并且數(shù)據(jù)精確，誤差小。

在試驗(yàn)過(guò)程中，系統(tǒng)表現(xiàn)穩(wěn)定，能長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)行。采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)各個(gè)應(yīng)用界面上；數(shù)據(jù)通過(guò)DataSocket節(jié)點(diǎn)在不同計(jì)算機(jī)之間傳輸穩(wěn)定，速度快，延遲低。試驗(yàn)結(jié)束后，采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在excel表中，表中數(shù)據(jù)完整，精度高，無(wú)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

5　結(jié)論

利用Lab VIEW軟件以及NI各系列的采集機(jī)箱與采集卡和Lab VIEW強(qiáng)大的圖形化編程功能，完成了整套便攜式推力軸承系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。

系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況選擇生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式，達(dá)到了數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理同步，通過(guò)軟件的優(yōu)化精確了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)分析從推力軸承系統(tǒng)上推力瓦的油膜厚度、油膜溫度等數(shù)據(jù)出發(fā)，系統(tǒng)全面的展示軸承推力瓦運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面直接與Excel相連，使得存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)于試驗(yàn)人員更加簡(jiǎn)便的查看、分析和后續(xù)處理。

整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)，準(zhǔn)確顯示軸承系統(tǒng)工作狀態(tài)，并且具有較高的易擴(kuò)展性，通過(guò)采集機(jī)箱能加入更多的采集通道，進(jìn)行信息的顯示和分析。同時(shí)系統(tǒng)本身與軸承系統(tǒng)的使用無(wú)關(guān)，更改軟件系統(tǒng)本身與所使用的軸承系統(tǒng)沒(méi)有關(guān)聯(lián)，更換軸承系統(tǒng)配件也不需對(duì)系統(tǒng)軟件做修改。軟件的維護(hù)和升級(jí)簡(jiǎn)便，整套設(shè)備具有很高的穩(wěn)定性和可靠性。

［1］張惟彬，賴喜德，唐健，等.大型水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承油膜特性分析［J］.水力發(fā)電，2015，41（2）：63-66.

［2］王樹東，何明.Lab VIEW在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2014，33（5）：103-106.

［3］張望，于清旭.基于Lab VIEW的CO激光器控制系統(tǒng) ［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2007，15（5）：629-631.

［4］Christoph wagner，Sergio Armenta，Bernhard Lendl.Developing automated analytical methods for scientific environments using LABVIEW［J］.Talanta，2010，80：1081-1087.

［5］王維民，劉賓賓，張婭.推力軸承試驗(yàn)研究技術(shù)發(fā)展綜述［J］.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2015，2：71-78.

［6］張清.多功能實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，23（2）：202-204.

［7］李超，焦瑞莉，陳家田.基于Lab VIEW的并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，31（2）：89-92.

［8］阮奇楨.我和Lab VIEW［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出-版社，2012.

［9］王志鵬，王昕，徐振良.DataSocket技術(shù)在遠(yuǎn)程測(cè)試中的研究與應(yīng)用［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2006（5S）：136-137.

［10］楊丹峰，王芳，馬聰，等.基于Lab VIEW的軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.測(cè)量與儀器，2015（6）：38-41.

［11］馬海瑞，周愛(ài)軍.基于DaraSocket技術(shù)的Lab VIEW遠(yuǎn)程測(cè)控［J］.現(xiàn)代儀器，2005（6）：20-22.

［12］唐劍飛，石林，蔡濤.基于Lab VIEW 的光伏逆變器性能檢測(cè)系統(tǒng)［J］.電測(cè)與儀表，2014，51（7）：75-80.

Design of Data Acquisition System for Portable Thrust Bearing Based on LabVIEW

Yuan Yongheng，Dong Xiucheng，Zheng Haichun，Gu Shifu
（Signal and Information Processing Laboratory，Xihua University，Chengdu610000，China）

In the work of large hydro generator，the running state of the thrust bearing is related to the efficiency and safety of the generator；Therefore，in the process of the operation of the hydro generator，the data of the bearing system should be monitored in real time，and the generator can be operated under the condition of control.The system adopts Lab VIEW based multi-channel parallel data acquisition structure，realize the real-time data acquisition of the test data of the bearing system and the temperature of the thrust bearing，oil film thickness，the motor speed and the collected real-time data display，display screenshots of the interface and the analysis of the test data，processing，recording and preservation function，realize the sharing of data between different computer using DataSocket technology at the same time，so that a plurality of test personnel real-time recording and analysis of bearing system data.The test results show that the data acquisition system of the portable thrust bearing system has the advantages of stable and reliable operation，high accuracy of data acquisition and control，easy to check the data for the test personnel，and so on.

thrust bearing；data acquisition；data storage；queue state machine

1671-4598（2016）05-0186-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2016.05.053

TP3

A

2015-10-28；

2015-12-15。

袁永恒（1991-），男，四川成都人，碩士研究生，主要從事測(cè)試與控制方向的研究。

董秀成（1963-），男，陜西咸陽(yáng)人，教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事智能系統(tǒng)與控制工程方向的研究。