為了檢測各生產批次不同型號溫控器的加工、裝配質量，進而考核其恒溫特性，溫控器生產廠家需要對其產品進行壽命、溫漂實驗。
　　
　　壽命實驗用于檢測給定周期內，溫控器雙金屬片、接點片彈力的變化情況，銀接點的燒蝕程度，通、斷電時間，以及接點片的跳變頻率。
　　
　　溫漂實驗用于考核給定時間內，溫控器的溫度浮動范圍是否在給定界限內。要求檢查溫度的峰、谷值、均值和差值的變動情況。這兩項實驗要求長期不停機的運行。
　　
　　傳統的壽命實驗過程是靠普通的繼電器、鼓風機和齒輪式計數器實現的。由于長期頻繁的啟停動作，這些實驗裝置、元器件極易損壞。據統計，每個月毀損的實驗元、器件約占本月整個實驗裝機量的三分之一。由此帶來的經濟損失十分嚴重。更為嚴重的后果是，元器件故障常常引起實驗數據丟失，實驗常常會因故停止或給出不合理的實驗報告。
　　
　　同樣，傳統的溫漂實驗是通過物理儀器如溫度打點儀，依在紙帶上打點的形式記錄溫度測量曲線。這種方式的缺點是需購買多臺測量儀器，并配置大量的紙帶；*靠人工定時讀取數據，因而誤差較大；一旦出現故障如熱電偶脫落，無法及時報警。
　　
　　據此，溫控器生產廠家提出了*改造發生兩大實驗系統的要求。在*取消原有物理控制元、器件的基礎上，新的壽命、溫漂綜合測試系統在功能上要求能自動統計測量數據資料，自動追綜錯誤，自動出錯報警并緊急拉閘，能監控大電流、高電壓回路，自動定時開、關測量通道，抗*力強，具有遠程通信和分布式控制能力，能自動生成實驗報告。測量通道數可視需要自由增減。在使用上要求人機界面簡單，學習時間短，并能夠作到無人值守。
　　
　　方案設計
　　
　　在工業自動化領域中，基于PC的自動化系統以其強大的數據處理能力、友好的人機操作界面以及富于柔性的接口擴展方式，打破了基于普通物理邏輯控制元件控制系統一統天下的格局，并逐漸占據了主導地位。越來越受到國民經濟各個應用領域的歡迎和重視。
　　
　　根據用戶的要求，結合現今基于PC機的自動化技術發展實際，我們擬定了客戶/服務器模式的系統設備和運行方案。從用戶的操作習慣和應用系統的穩定性出發，確定主機操作系統為WindowsNTServer4.0，客戶機操作系統為Windows9X。編程平臺采用NI的圖形程序設計語言LabVIEW。
　　
　　應用系統依客戶/服務器模式將任務分解成兩部分。實時控制與數據處理部分放在服務器端、過程監控、報告輸出以及參數設定部分則放在客戶端。這樣可避免某些交互過程中實時控制可能產生的岔斷作用。依據上述任務模型劃分，將溫控器壽命實驗系統置于服務器端，這是因為壽命實驗是實時的，系統要求必須能夠在0.2秒之內對溫控器的通斷狀態作出響應，以便確定是否需要接通冷卻風閥或者緊拉閘。溫漂實驗的數據處理部分放在服務器端，報告輸出、過程監控、參數與狀態設定放在客戶機一端。使用TCP/IP作為應用系統之間的數據通信協議，利用DCOM技術遠程動態加載服務器端的數據處理，狀態分析過程，一旦處理完成，則可動態卸載應用過程處理程序，以便節省內存空間。系統在體系結構上形成了分布式控制機制。
　　
　　由于用戶要求新的測試系統測量通道數量必須具備可擴充性，以備今后在不更改應用程序的情況下，能夠按需增加測量任務，經考察決定在硬件上使用NI公司的FielelPoint作信號采集、處理設備。因為FiddPoint是模組的形式構造測量點，因此在測量通道數量的增減方面具有很大的靈活性。并且該設備支持熱拔插。在出現故障時，用戶可即時更換故障模塊而無須關閉電源，保證了系統工作的連續性。針對不同的測量需求，FieldPoint提供了模擬、數字信號I/O模塊。為實現遠程控制，使用支持RS-485協議的通信模塊作為主機與測量模塊之間的信號傳輸媒介。利用工廠現有的局域網建立客戶機、主機之間星形工業控制網絡拓撲結構。為避免網絡廣播信息對客戶機上過程監控系統的干擾，需要為工控網絡建立獨立的域。
　　
　　方案實施
　　
　　依據應用系統的設計方案，我們提出了實施計劃。考慮到溫控器壽命實驗回路電流、電壓均為非標準值，例如，有的實驗電流、電壓為1125V，有的則要求10A250V。因此，在信號接入FP模塊之前，進行了必要的信號調理。
　　
　　使用FP-AI-110模擬輸入模塊要集回路中溫控器的通斷狀態并監測電路負載有無損壞，用FP-RLY-420單刀單擲繼電器模塊控制鼓風機以決定是否對發熱盤進行吹風冷卻。實際應用中，我們對該繼電路模塊加入了暫態過程保護電路，并引入壓縮空氣取代原來的鼓風機，使冷卻效果更佳。用FP-DO-401離散輸出模塊取代物理電源開關，實現用軟件的一致性。使用FP-TC-120熱電偶模塊采集溫漂實驗對象的溫度。為防止電磁信號對溫度測量的干擾，我們在熱電偶的冷端使用了屏蔽電容。使用NI的AT-485串行界面卡作為主機與支持485通信協議的網絡模塊FP-1001之間的傳輸控制接口，確保數據通信的可靠性。用無觸點的固態繼電器（SSP）取代壽命實驗中易損壞的普通繼電器，保證實驗過程的連續性。
　　
　　由于溫漂、壽命實驗需要24小時不停機的連續測試，普通的PC機不能承受這樣的負荷，故選用工業計算機作為服務器主機。在測試回路電源開關控制方面，使用了本地與遠程相結合的軟件控制方式，用戶可以就近接通、關閉測量通道電源。為避免無關人員的惡意操作，采用密鑰機制對控制開關操作予以保護，保證系統安全運行。
　　
　　對于溫漂實驗，為降低環境和電磁噪聲干擾，除了在熱電偶的冷端連入屏蔽電容外，我們還對調壓設備使用了屏蔽保護罩，同時將原來的敞開式實驗臺架更換成封閉式，避免了流動空氣對測量點的影響，利用LabVIEW所提供的低通濾波器并施以Z變換，使系統能準確拾取到各個時刻溫度的峰谷值。
　　
　　充分利用FieldPoint的WatchDog、Snapshot功能，監視各I/O模塊的錯誤信息。一旦FieldPoint網絡報錯，應用系統坷立即保存測量數據和故障時刻并終止程序的運行過程。下一次啟動系統時，可依故障時刻自動計算出實驗中斷時間。用戶可據此回溯整個實驗過程的故障歷史記錄。
　　
　　系統設計的另一個目標就是使用戶的學習時間zui短和無人值守。本著這個原則，系統在設計時首先采用了簡化人機交互過程的方法，即盡可能的將交互信息安排在一個操作界面內，做到一目了然。利用安裝（Install）的方式將各種系統配置文件、動態鏈接庫打包到目的路徑中，并生成注冊信息。因此，用戶無須對應用系統進行特別的維護。，事實上，用戶對本系統的學習時間只要1天。其次，利用LabVIEW提供的多線程功能和對不同優先線的應用程序的支持，將數據處理引擎置于后臺，這樣既保證了應用程序的執行效率，又使用戶可專注于前臺的監控處理。
　　
　　當系統接收到錯誤消息時，可根據其發生時間來決定是否振鈴報警或自動切斷電源。各個通道的監控、分析引擎是相互獨立的，用戶可任意加載/卸載某一通道的引擎而還會影響其它通道的正常工作。為了能自動拾取到各個時刻的測試峰、谷值，以便據此計算出溫度漂移量，系統采用了自適應模式匹配機制，每天定時開關電源，并自動采集溫度測量值。若遇較大的干擾。比如發生熱電偶脫落或浮貼現象，系統會及時報警，以使操作人員能及時排除故障。
　　
　　結束語
　　
　　FieldPoint為設計工業自動化網絡尤其是大型分布控制系統提供了經濟的解決方案。其良好的工況適應能力、工作可靠性、抗*力，給我們留下了深刻的印象。
　　
　　（本文轉自電子工程世界：http://.cn/Test_and_measurement/zhzx/200605/2293.html）