原创 基于虚拟仪器的特性测试参数数据库的设计

0 引言

在实际的测量测试系统中，用户有时希望能够实时显示数据，而有时又希望动态的测试数据能够存人数据库，以备后续分析和处理。本文为用户设计的电机转子振动特性参数测试系统中，采用基于LabVIEW和PCI的虚拟仪器测试系统，通过控制转子振动模拟调速器-调理器对挠性转子轴系的强迫振动和自激振动的特性参数进行采集和处理。

基于LabVIEW的虚拟仪器测试系统，通过AnalogInput模板中的AI Acquire Waveform子模板对DAQ进行编程，按照指定的采样频率(sample rafe端口)，控制一个指定的通道(channel端口)采集指定数目(num-ber of samples端口)的数据。利用LabSQL模板中一些功能模块的组合就可将采集到计算机中的数据录入事先创建的数据库的相关表中，用户可随时调用数据库中的测试数据来分析电机转子的振动特性，实现对电机运行状态的检测与故障的诊断。

本文介绍了基于LabVIEW软件开发平台实现测试数据录入数据库，以及数据库的访问设计，给出了详细的设计方法和步骤。

1 原始数据库的创建

本文采用SQL Server 2000关系数据库管理系统。具体操作步骤如下：

a) 使用企业管理器创建数据库DAQ；

b) 将DAQ添加系统数据源DSN中，并选择该系统数据源的驱动程序，本文所选驱动程序为SQL Serv-er，任何具有权限的用户都可以访问该数据源；

c) 在查询分析器中利用create命令创建1个Test表，表的第1个列名为Time，数据类型为Datetime，且设定为主键，向后依次为device、channel、sample、rate、signal0、signal1、signal2…；

d) 设置用户权限，权限决定用户能够对哪些数据对象执行哪种操作以及能够访问、修改哪些数据。

2 测试数据的选择

本转子振动模拟试验台共装有5个传感器，分别为：2个涡流传感器、光电传感器、磁阻传感器、编码传感器。7路输出分别为：涡流传感器1间隙电压输出、涡流传感器1振动信号调理输出、涡流传感器2间隙电压输出、涡流传感器2振动信号调理输出、光电传感器转速信号调理输出、编码转速信号调理输出、磁阻转速信号调理输出。用户可根据需要把被测对象的信号输出连接到PCI-6024E的I／O接线端，并可按测试要求进行参数设置。

基于LabVIEW的测试系统程序设计中，在Lab-VIEW软件平台的前面板上放置7个开关按钮代表7个信号输出，为方便程序处理，把7个开关按钮组成布尔数组。同时，由于AI Waveform Acquire的channel端口的输入是I／O通道选择，须手动设置通道选择，为了实现开关按钮通道选择，可在前面板上放置大小为7的I／O数组，7个I／O节点的值分别设置为0，1，2，3，4，5，6，对应着数据采集卡的7个通道，布尔型数组经search lD array节点确定被按下按钮的位置，该输出连接到Indexarray的Index输入端，I／O数组经In-dex array节点后的输出便是用户所选的通道，用户只要根据需要按下相应的按钮即可。框图程序如图1所示。

3 LabVIEW对数据库的访问

本文采用LabSQL实现Labview对数据库的访问。LabSQL是利用LabVIEW开发的多数据库、跨平台的LabVIEW数据库访问工具包。LabSQL VIS按功能可分为4类：

a) Command VIS：完成一系列的基本ADO操作；

b) Connection VIS：管理Labview与数据库之间的连接；

c) Recordset VIS：对数据库中记录进行各种操作；

d) 高层VIS：对前3类VIS进一步进行功能的封装。

3.1 数字型数组转换为字符串模块

经PCI-6024E采集到计算机中的数据可以是波形数据或一维数字型数组(可通过右键AI AcquireWaveform节点的Waveform端口进行切换)，此处选择一维数组。而SQL中的插入语句要求是字符串语句，因而有必要将数字型数组转换为字符串，字符之间用"，"隔开，框图程序如图2所示。

3.2 LabVIEW访问数据库流程

利用LabSQL访问数据库的步骤大致分为4步：

a) 通过ADO Create.vi创建一个Connection对象；

b) 利用ADO Connection Open.vi建立与数据库的连接；

c) 利用ADO SQL Execute.vi执行对数据库的操作(查询、添加、删除、修改)；

d) 利用ADO Connection Close.vi和ADO Connec-tion Destroy.vi关闭与数据库之间的连接。

LabVIEW访问数据库的流程图如图3所示。

3.3 LabVIEW访问数据库的总体程序设计

为了使框图的结构更加简洁，从而使应用程序的调试、理解和维护更加容易，虚拟仪器框图程序通常采用模块化程序设计方法。本文将上述两个程序作为两个功能模块(通道选择模块、array to string模块)进行调用，完整的LabVIEW访问数据库的框图程序和前面板分别如图4和图5所示。

3.4 LabVIEW访问数据库的操作

1) 数据录入

运行上述程序后，选择所需通道，设置好采样频率和采样点数，点击开始按钮，此时进行数据采集，如果再按下数据录入按钮，则采集到的数据连同一些相关信息就被录入到指定的数据库中。

2) 数据查询

技术人员或故障诊断专家要想对实验数据进行后续处理，可以根据实际需要从数据库中调出相应的数据。程序运行后，在前面板的SQL Server语句输人框中输入对应的SQL语句，如用户想要查询通道1从16：20：30到16：25：30的测试数据，可以在输入框中输入如下命令：select * from test where channel="1" andtime between 16：20：30 and 16：25：30。

此时用户可在前面板中观察这段时间内的波形。

3) 数据修改

除了上述两种常见操作外，用户还可以通过该程序对数据进行删除等其他更改操作，操作方法与数据查询操作类似。

4 结束语

随着被测试系统的大型化、复杂化、网络化，对测试系统要求越来越高，不但要有对仪器系统的管理，而且还需要强大的数据分析和管理功能，因而将数据库纳入测试系统成为必然。实际证明，本文介绍的方法在实际应用中取得了一定的效果，而且，稍做改动后还可用于其他测试系统，即它的可扩展性很强。