圖2 硬件結(jié)構(gòu)圖

　　實(shí)時(shí)控制器應(yīng)用程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照流程配置信息決定當(dāng)前時(shí)刻哪些環(huán)境參數(shù)需要進(jìn)行報(bào)警檢測，如發(fā)生報(bào)警按照用戶配置的報(bào)警等級決定流程執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到不同的安全流程，像正常停車或緊急停車；按照流程配置信息決定當(dāng)前時(shí)刻是否進(jìn)行振動(dòng)噪聲采集和實(shí)時(shí)分析；按照流程配置信息決定哪些試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要存入硬盤。
環(huán)境參數(shù)信號調(diào)理
　　由于現(xiàn)場強(qiáng)電弱電環(huán)境并存、直流調(diào)速器中變頻器的使用等，導(dǎo)致電磁環(huán)境比較復(fù)雜，這對傳感器變送器等弱電信號的傳輸和采集提出了較高的要求。為了保證設(shè)備及人員安全并準(zhǔn)確采集傳感器信號，首先，將試驗(yàn)臺(tái)、數(shù)字量控制柜及測量系統(tǒng)機(jī)柜單點(diǎn)接地，避免地環(huán)干擾；其次，各傳感器信號線及激勵(lì)線經(jīng)過屏蔽接入測量系統(tǒng)，減小電磁干擾；最后使用SCXI調(diào)理模塊對傳感器變送器信號進(jìn)行隔離、放大、濾波，最大限度地提高測量精度。

　　在本系統(tǒng)的風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品測試中，溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)分別使用Pt100熱電阻、壓力變送器將物理信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過SCXI-1581電流激勵(lì)模塊和SCXI-1102放大輸入模塊對鉑電阻信號進(jìn)行信號調(diào)理，通過SCXI-1125隔離輸入模塊對壓力信號進(jìn)行隔離、放大、濾波。為消除線路電阻對鉑電阻信號的影響，Pt100熱電阻使用4線制接入系統(tǒng)。環(huán)境參數(shù)屬于緩變信號，系統(tǒng)使用4Hz低通濾波器消除50～60Hz工頻干擾。

　　振動(dòng)噪聲采集
　　對振動(dòng)噪聲信號的采集，試驗(yàn)方法關(guān)心24個(gè)測試點(diǎn)振動(dòng)信號的相位關(guān)系，因此要求系統(tǒng)對振動(dòng)信號進(jìn)行同步采集。系統(tǒng)采用8通道NI PXI-4472動(dòng)態(tài)信號分析儀對噪聲和振動(dòng)信號進(jìn)行采集，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，齒輪箱測試關(guān)心24路振動(dòng)和2路噪聲信號，需要使用4塊PXI-4472。PXI-4472通道間可做到同步采集，為解決各模塊間的同步問題，如圖2所示，使用PXI-1050背板上的10MHz系統(tǒng)時(shí)鐘，將這個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘信號通過PXI時(shí)鐘觸發(fā)同步總線傳遞到各個(gè)模塊。
要做到模塊間真正的同步，除時(shí)鐘信號統(tǒng)一外，還需要觸發(fā)信號觸發(fā)各模塊同時(shí)開始工作，系統(tǒng)將插在PXI-1050機(jī)箱2槽的PXI-4472作為主板卡(Master Device)，其它槽位的PXI-4472作為從板卡(Slave Device)，從主板卡發(fā)送觸發(fā)信號，該信號通過星形觸發(fā)總線(Star Trigger)到達(dá)各從板卡，電路設(shè)計(jì)上保證了星形觸發(fā)線傳送到每個(gè)模塊的時(shí)間相等，觸發(fā)信號偏斜小于1ns，主板卡到各從板卡之間的時(shí)延不超過5ns。利用PXI高度集成的時(shí)鐘觸發(fā)特性，以較高的性價(jià)比，完成了對多個(gè)振動(dòng)噪聲通道的同步數(shù)據(jù)采集。
以一塊主板卡、一塊從板卡為例，以上同步觸發(fā)工作通過LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)的代碼如圖3所示。

圖3 模塊間同步觸發(fā)程序