LabVIEW与普通数据采集卡连接在伺服电机参数测试方面的应用-论文

应用研究　采集卡连接在伺服电机参数测试方面的应用　李海军　（中北大学机电工程学院山西太原０３０００８）　摘要：随着工业的发展，伺服电机的应用越来越普遍，为了研究伺服电机能否按照相应的要求去工作研究开发ＴＬａｂＶＩ￣Ｗ－￣普通数据采集卡连接　的测试系统同时本文将该测试系统应用于某旋转台伺服电机速度及电流的测试。实践表明，ＬａｂＶＩＥｗ与普通数据采集卡连接，不仅缩短了软件开发周　期，同时由于普通数据采集卡的使用，大大减低了项目的成本。　关键词：普通数据采集卡ＬａｂＶＩＥＷ伺服电机测试速度及电流　中图分类号：ＴＰ２７４．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—９４１６（２０１４）０７—００８８—０２　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｓｅｒｖｏ　ｍｏｔｏｒ，Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｓａｌＶＯ　ｍｏｔｏｒ　ｃａｎ　ｇｏ　ｔｏ　ｗｏｒｋ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆＬａｂＶＩＥＷ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｃａｒｄ　ｔｅｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ａｐｐ￣ｅｄ　ｔｏ　ａ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｓｅｒｖｏ　ｍｏｔｏｒ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｅｓｔ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ＬａｂＶＩＥＷ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ　ｃａｒｄ　ｉｓ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｗｉｈ　ｏｒ￣ｎａｒｙ，ｔ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｈｏ￣ｅｎ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｃｙｃｌｅ，ａｎｄ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆｃｏｍｍｏｎ　ｄａｔａ　ａｃｑｕ￣ｉｆｉｏｎ　ｃａｒｄ，ｇｒｅａｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ　ｃａｒｄ　ＬａｂＶＩ￣Ｗ　ｓｅｒｖｏ　ｍｏｔｏｒｓ　ｔｅｓｔ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ＬａｂＶＩＥＷ是美国国家仪器公司（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＮＩ）开　发的基于图形编译语言（Ｇ语言）的实验室虚拟仪器集成环境　（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ），　ＬａｂＶＩＥＷ有大量数据采集方面的函数，方便开发者开发［１］。ＮＩ公司　在做软件的同时也销售自己的数据采集板卡，但ＮＩ公司生产的数据　采集卡价格较高，对于中小型项目，显然无法承受。而普通数据采集　卡在使用方面尽管没有像ＮＩ数据卡那样方便，但大多数数据采集卡　都自带ＬａｂｖＩＥｗ库函数，由于这些库函数的存在，对于程序开发人　以输出相应的速度、电流等模拟量，将这些模拟量接入ＰＣＩ８６２０５Ｎ应　的数据采集卡模拟量输入接口上，在上位机中编写相应的ＬａｂＶＩＥＷ　程序，通过波形图显示窗口可以实时显示电机的速度、电流，通过这　种实时显示，可以了解电机的工作特性，为控制系统的改进提供相　应的依据。　１硬件的接入　由于伺服驱动器工作时的特殊性，本测试系统所测试的信号由　伺服驱动器相应的Ｉ／０口输出。该测试系统采用的是松下伺服驱动　器，相应的设置请参考伺服驱动器使用手册，通过对相应Ｉ／Ｏ的设　置，可以将伺服驱动器相应的Ｉ／０连线采用了双绞屏蔽电缆及差分　式输入方法，ＰＣ输出口设置为速度、电流的输出。对于差分输入，Ａ１０　与ＡＩ８、ＡＩ１与ＡＩ９构成一组，剩下的依此类推。屏蔽线与ＡＧＮＤ｛Ｉ￣连　接。其输入端接线方式如图２所示。　员，无需去开发底层函数，而且使用方便。本测试系统采用了阿尔泰　公司生产的ＰＣＩ８６２０￣据采集卡。该数据采集卡不仅提供了ＶＣ＋＋、　ＶＢ等库函数，也提供了ＬａｂｖＩＥｗ库函数晗ｑ］。　本测试系统由伺服电机、伺服驱动器、工控机、数据采集卡等其　他相关元件组成，该测试系统的组成结构如图１。　从该结构图中可以看到，该测试系统主要由安装有上位机软件　的工控机、负责电机运动的控制器、负责数据采集的ＰＣＩ８６２０￣据采　２软件的编写　集卡、以及研究对象伺服驱动器与伺服电机。整个控制系统的执行　在安装好ＰＣＩ８６２０数据采集卡后，还需要安装ＰＣＩ８６２０数据采集　顺序为：控制器发送相应的指令给伺服驱动器，伺服驱动器带动伺　卡驱动，根据电脑所安装系统的不同，选择不同版本的驱动进行安　服电机运动，伺服驱动器上有相应的Ｉ／Ｏ输出口，这些Ｉ／Ｏ输出口可　装。在硬件接好、驱动安装成功的前提下，可以进行上位机软件的编　写。　赫　在上位机软件的编写过程中，依据非空查询方式进行数据采　集，非空查询方式采集数据流程图如图３所示。　３该测试系统在某旋转台的应用　赫　赫　随着工业的发展，旋转台在工业应用中越来越普遍，然而旋转　台在工作过程中，对电机的精度及电机的相关的性能要求较为严　格，一旦某个工位出现问题，会影响到整个生产线的工作，因此，使　用者常常需要知道旋转台电机的相应的工作参数，这样更好的了解　旋转台的工作特性。　３．１数据处理　在所接收的数据中，考虑到在板卡工作过程中可能会受到外界　干扰而出现歧义值，除了硬件上采用带屏蔽线缆，接法上采用抗干　图１测试系统结构　收稿日期：２０１４—０７—２６　图２模拟量输入接线图　扰性强的差分式输入，在软件使用方面采用了中值滤波。ＬａｂＶＩＥＷ　中值滤波的思想为。　作者简介：李海军（１９８７－－），男，中北大学，山西吕梁人，在读硕士研究生，研究方向：兵器工程。