5.1下位測(cè)控機(jī)的數(shù)據(jù)采集、顯示及存儲(chǔ)回放軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)測(cè)控服務(wù)器系統(tǒng)軟件包括接口儀器驅(qū)動(dòng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。其中，接口儀器驅(qū)動(dòng)程序是完成對(duì)某一特定儀器的控制與通信的軟件程序集合，是連接上層易用軟件和底層軟件的紐帶和橋梁。每個(gè)儀器模塊都有自己的軟件驅(qū)動(dòng)程序，儀器廠商將其以源碼的形式提供給用戶，用戶在應(yīng)用程序中調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序。應(yīng)用程序包含兩方面的程序：實(shí)現(xiàn)虛擬面板功能的前面板軟件程序和定義測(cè)試功能的流程圖軟件程序。它主要功能是給用戶提供操作儀器、顯示數(shù)據(jù)的人機(jī)接口；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析處理、顯示、存儲(chǔ)等；并將需要在客戶端顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送到Web服務(wù)器，同時(shí)從Web服務(wù)器接收來(lái)自遠(yuǎn)程客戶端的控制命令。

5.1.1數(shù)控機(jī)床測(cè)控軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

本文中數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件基本結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)回放及用戶界面等幾部分。測(cè)控軟件設(shè)計(jì)時(shí)可以采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)分析方法，通過(guò)仔細(xì)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)，使程序結(jié)構(gòu)清晰，便于維護(hù)、修改、增加。軟件程序結(jié)構(gòu)圖如圖5.1所示。

結(jié)構(gòu)化的程序主要包含以下功能模塊（結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)上圖5.1所示）：

①A/D通道校準(zhǔn)模塊

采集之前對(duì)采集通道校準(zhǔn)以保證A/D通道的準(zhǔn)確度。

②電流采集模塊

電流采集模塊采用AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集卡，試驗(yàn)中采集數(shù)控機(jī)床的消耗電流。

RRBDP軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種形式的濾波，曲線擬合、平滑等處理。

③傳感器校準(zhǔn)模塊

對(duì)電流傳感器做標(biāo)定以確保傳感器輸出信號(hào)盡可能接近真實(shí)值。

④激光干涉儀數(shù)據(jù)模塊

通過(guò)USB接口通訊，獲取干涉儀采集的長(zhǎng)度并經(jīng)過(guò)分析后送往其它模塊。

⑤攝像頭數(shù)據(jù)采集及顯示模塊

該模塊負(fù)責(zé)完成視頻采集顯示和分析數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)情況。

⑥測(cè)試數(shù)據(jù)分析模塊

對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、匹配，建立數(shù)學(xué)模型并送往曲線顯示模塊。

⑦實(shí)時(shí)曲線顯示模塊

實(shí)時(shí)顯示消耗電流、定位精度以及坐標(biāo)的關(guān)系曲線，采用具有很好的視覺(jué)效果的LabVIEW中的XY圖來(lái)繪制曲線控件驅(qū)動(dòng)。波形直觀、精細(xì)、易于觀察。

⑧波形分析模塊

對(duì)關(guān)系曲線（即波形）依據(jù)需要研究的分項(xiàng)進(jìn)行分析，將分析結(jié)果及波形做為輸出數(shù)據(jù)以特定文件格式存儲(chǔ)起來(lái)。

⑨測(cè)試日志記錄配置模塊

記錄試驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的信息、試驗(yàn)次數(shù)、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員以及輸出數(shù)據(jù)文件目錄。

⑩歷史曲線回放模塊及歷史數(shù)據(jù)

導(dǎo)出模塊載入以前試驗(yàn)后生成的數(shù)據(jù)和波形文件并回放出來(lái)，確保以前的試驗(yàn)結(jié)果可追溯。

5.1.2數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)回放程序的設(shè)計(jì)

本章數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)回放程序設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)知識(shí)包括：數(shù)控編程、數(shù)控機(jī)床操作、電路基礎(chǔ)、VC++、C++、Web Service、LabVIEW和測(cè)試儀器等。基于以上程序開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的各功能模塊顯示界面如下圖5.2所示：

圖5.2是LabVIEW數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集顯示界面，軟件的操作過(guò)程說(shuō)明如下：

（1）AD通道校準(zhǔn)是指對(duì)采集板卡的計(jì)量校準(zhǔn)，如果測(cè)得模擬量沒(méi)有在精度要求范圍內(nèi)，軟件有自己校準(zhǔn)功能。

（2）參數(shù)設(shè)置界面是按照用戶的要求來(lái)配置一些參數(shù)，比如說(shuō)位移的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、步長(zhǎng)等參數(shù)。

（3）測(cè)試界面如上圖5.2所示，也是軟件的主界面，但選擇好測(cè)試方式后，（硬件部分連接好的情況下）就開(kāi)始了實(shí)時(shí)采集與顯示。對(duì)于采集的數(shù)據(jù)，測(cè)試完畢后，點(diǎn)擊保存可以保存到Excel表中，也可以保存成特定格式的數(shù)據(jù)，在將此數(shù)據(jù)倒到分析軟件中，進(jìn)行無(wú)償?shù)姆治?，從而可以進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。但是對(duì)于工廠中大量的測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)是首先存儲(chǔ)方式。可以利用LabSQL方式向數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)表添加記錄，假設(shè)數(shù)據(jù)表為位移Displacement表。具體步驟如下：

①建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。首先通過(guò)ADO Connection Create.vi創(chuàng)建一個(gè)Connection對(duì)象，然后利用ADO Connection Open.vi建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。數(shù)據(jù)庫(kù)由ADO Connection Open.vi的ConnectionString指定，此參數(shù)由前面板的字符串控件提供，如下圖5.3所示。