許乾坤 何亞磊

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步自動化設(shè)備大量涌現(xiàn)。其信息化程度高，功能完善，對設(shè)備維修保障提出了很高的要求。本文過對自動化設(shè)備進(jìn)行深入分析，充分利用硬件資源，綜合考慮智能化、模塊化以及易操作性和可擴(kuò)展性等因素，利用虛擬儀器技術(shù)完成了自動化設(shè)備部件性能檢測，滿足了其測試需求，大大提高了檢測效益。

關(guān)鍵詞：自動化;性能;檢測

中圖分類號：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672 - 9129（ 2018） 12 - 0140 - 02

當(dāng)前，大量的先進(jìn)技術(shù)被運(yùn)用到機(jī)器生產(chǎn)上，現(xiàn)代化的設(shè)備保障和技術(shù)保障也迫切需要齊頭并進(jìn)，需要和科技相輔相成，共同促進(jìn)生產(chǎn)力的提高，本文主要研究自動化設(shè)備部件性能檢測。

1 方案總體設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)，既需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識通過labwindows來進(jìn)行編寫程序和設(shè)計(jì)方案，也需要借助炮控系統(tǒng)部件性能測試平臺來作為程序運(yùn)行的框架。硬件部分主要由阿爾泰數(shù)據(jù)采集卡、電源、部件適配器、平臺計(jì)算機(jī)等組成;軟件部分主要由主要由labwindows函數(shù)據(jù)庫、阿爾泰數(shù)據(jù)庫等部分組成。其主要是通過數(shù)據(jù)采集卡來采集數(shù)據(jù)信息，并通過編程語言對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯編處理，獲得炮控系統(tǒng)各部件的電壓信號，并顯示屏幕上，從而使操作者判斷部件各性能是否符合要求。

2 軟件運(yùn)行分析

軟件采用LabWindows CVI編寫的虛擬儀器，對被測對象的直觀反應(yīng)，測量變化信號數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。在軟件設(shè)計(jì)上，所有外部通道統(tǒng)一尋址，保證了資源的利用和部件的有序和諧統(tǒng)一。每個(gè)組件的檢測界面風(fēng)格，有正常的操作指導(dǎo)和參考的一個(gè)明確的結(jié)果，并形成虛擬儀器在計(jì)算機(jī)操作員顯示測試數(shù)據(jù)，同時(shí)自動判斷，操作者可以手動判斷測試結(jié)果通過數(shù)據(jù)對比明顯。

虛擬儀器軟件主要包括總線接口軟件、儀器驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件三部分。其中，底層驅(qū)動模塊在軟件系統(tǒng)中，硬件隔離級別模塊和控制硬件訪問，它只能為上層模塊發(fā)送參數(shù)，接收數(shù)據(jù)并返回下面的調(diào)用模塊的值，改變硬件層。該系統(tǒng)只需修改儀器驅(qū)動模塊。另外，軟件模塊和相關(guān)驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠使它很容易移植到其他測試程序中。

儀器驅(qū)動模塊儀表控制模塊，接收測試程序、控制模塊、驅(qū)動模塊，具有模塊和模塊的可移植性。測試程序模塊由回調(diào)函數(shù)和用戶界面文件組成。它根據(jù)測試要求調(diào)用其他模塊。測試將順利進(jìn)行，測試結(jié)果將顯示在用戶界面上。

為了實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)軟件的可擴(kuò)展性、可移植性和可維護(hù)性，需要在軟件設(shè)計(jì)階段仔細(xì)設(shè)計(jì)軟件體系結(jié)構(gòu)，使軟件能夠適應(yīng)硬件模塊和新算法。通用框架的方法，可以將數(shù)據(jù)和測試過程分開，從軟件測試的通用性和靈活性出發(fā)。因?yàn)樘厥獾奶摂M儀器軟件，但也考慮到控制面板的設(shè)計(jì)與安排，實(shí)時(shí)更新面板控制狀態(tài)，控制邏輯操作的容錯(cuò)運(yùn)行，系統(tǒng)資源和測量時(shí)間設(shè)定和開關(guān)狀態(tài)，CPU信息處理能力。

3 硬件抗干擾設(shè)計(jì)

抗干擾設(shè)計(jì)分為硬件抗干擾和軟件抗干擾兩種，硬件抗干擾具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，但要增加系統(tǒng)的投資和體積;軟件抗干擾投資低，但是以占用控制系統(tǒng)CPU開銷為代價(jià)的，會降低系統(tǒng)的工作效率[。常用的硬件抗干擾技術(shù)有：濾波技術(shù)、去耦技術(shù)、屏蔽技術(shù)和接地技術(shù)等。

3.1 設(shè)計(jì)去耦電容。在印制電路板主要芯片上設(shè)計(jì)去耦電容能夠有效地提高電路抗干擾能力。在關(guān)鍵芯片的電源和地之間配置一個(gè)0.叭F的去耦電容可以有效濾掉來自電源的高頻噪聲，同時(shí)還能吸收芯片內(nèi)部三極管導(dǎo)通、截至?xí)r浪涌電流的變化。

3.2 隔離I/O接口。數(shù)字處理芯片的I/O接口與外部信號相連，受外界干擾較大，因此需要采用光耦元件將主機(jī)與前向、后向通道的電路切斷，有效防止干擾從過程通道進(jìn)入主機(jī)。光耦元件能夠有效地抑制尖峰脈沖和各種噪聲干擾，提高過程通道的信噪比，增加器件對外界沖擊干擾電壓的承受能力。

3.3 電源去噪處理。在模條接入端電源和地之間配置兩個(gè)去耦電容，其中一個(gè)是大容量的電解電容（5 -10F），主要為了去掉低頻干擾成分，另一個(gè)是小容量電容（0.01-0.1F），主要負(fù)責(zé)去掉高頻干擾成分。同時(shí)將PCB電路按功能模塊進(jìn)行劃分，不同功能的電路模塊使用不同的地，防止相互之間的電源噪聲干擾。

3.4 PCB板布局。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PCB電路板的密度越來越大，PCB電路的布局是否合理對系統(tǒng)的抗干擾能力具有很大影響。正確的布局和合理的電器連線既能消除因元件布置和電氣布線不當(dāng)引起的噪聲，也便于后期的硬件電路調(diào)試安裝。在元件布局上，應(yīng)按照功能模塊合理布局，使相互模塊間的信號耦合最小。在PCB電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)電流大小，適當(dāng)加粗電源線的寬度，使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳輸方向一致，減小環(huán)路電流，同時(shí)將模擬地和數(shù)字地分開，最后匯總于一點(diǎn)接地。

4 結(jié)論

當(dāng)今世界科技發(fā)展日新月異，設(shè)備維修也要跟緊世界大潮，及時(shí)創(chuàng)新發(fā)展維修保障技術(shù)，以此來提高社會生產(chǎn)力。當(dāng)前我國自動化設(shè)備種類多，呈現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特征，也急需一種新的快捷、高效、準(zhǔn)確的技術(shù)。

通過本次程序設(shè)計(jì)，基本上完成了課題的預(yù)期目的，可以實(shí)現(xiàn)自動化設(shè)備部件性能的檢測，快速得到部件的性能信息，并用來指導(dǎo)下一步工作。

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