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。這兩項實驗均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；完全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徹底改造發(fā)行兩大實驗系統的要求。在完全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，自動追蹤錯誤，自動出錯報警并緊急拉閘，能監(jiān)控大電流、高電壓回路，自動定時開、關測量通道，抗干擾能力強，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。

在工業(yè)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(fā)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(wěn)定性出發(fā)，確定主機操作系統為Windows NT Server 4.0，客戶機操作系統為Windows 9X。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(jiān)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(tài)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(jiān)控、參數與狀態(tài)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(tài)加載服務器端的數據處理，狀態(tài)分析過程，一旦處理完成，則可動態(tài)卸載應用過程處理程序，以便節(jié)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作為信號采集、處理設備。因為FiddPoint是以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(xù)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(yè)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(jiān)控系統的干擾，需要為工控網絡建立獨立的域。

依據應用系統的設計方案，我們提出了實施計劃?？紤]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15A 125V，有的則要求10A 250V。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模擬輸入模塊采集主回路中溫控器的通斷狀態(tài)并監(jiān)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(fā)熱盤進行吹風冷卻。實際應用中，我們對該繼電器模塊加入了暫態(tài)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，實現用軟件開關電路，確保系統界面操作的一致性。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(tài)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(xù)性。

由于溫漂、壽命實驗需要24小時不停機的連續(xù)測試，普通的PC機不能承受這樣的負荷，故選用工業(yè)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(huán)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Watch Dog、 Snapshot功能，監(jiān)視各I/O模塊的錯誤信息。一旦FieldPoint網絡報錯，應用系統可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最短和無人值守。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(tài)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(yōu)先級的應用程序的支持，將數據處理引擎置于后臺，這樣既保證了應用程序的執(zhí)行效率，又使用戶可專注于前臺的監(jiān)控處理。

當系統接收到錯誤消息時，可根據其發(fā)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(jiān)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溫度峰、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(fā)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。

FieldPoint為設計工業(yè)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、抗干擾能力，給我們留下了深刻的印象?！?/font>