基于正弦信号的AO 跳变自动测试方法研究与应用

刘晓娟,李春雅,刘斯淇,张立然

(浙江中控技术股份有限公司,浙江 杭州 310053)

0 引言

工业自动化控制系统在各个行业生产过程中有着广泛的应用[1]。其中,模拟量输出(analog output,AO)电流输出模块在控制执行机构方面起着不可或缺的作用。其是否按预期输出关系到现场装置的安全性。在分布式控制系统(distributed control system,DCS)进行系统测试时监控AO 信号输出,可以有效验证AO 输出信号的稳定性。

目前,常用的测试方法包括模块自带回检、电流检测仪器、模拟量输入(analog input,AI)模块辅助测试以及将其转换成电压信号通过示波器监测这四种方法。模块自带回检受限于自身检测分辨率与本身模块的可靠性,即同时作为被测模块和测量模块,不能保证测试结果的正确性。电流检测仪器只能观测某点数据,不适合长期信号监测。AO 输出至AI 模块进行输入监测,由于监控软件刷新时间间隔较长,不能检测短时间的信号跳变。AO 正弦信号转换电压并通过示波器监测是目前较常用的AO 动态信号可信性测试方法。该方法实时性强、直观,但异常跳变信号无法存储,且需人为监测,效率低、易出现人因差错。

针对上述AO 动态信号测试方法的缺点,设计了一套以AO 正弦波形输出为例的多通道AO 正弦信号跳变监控系统。该系统基于NI 的PCI-6224 卡件,结合LabVIEW 软件开发[2]。

1 系统架构设计

完整的测试系统应包含被测信号源、数据采集系统、信号处理与结果输出三个方面。

被测信号源由系统信号输出功能块输出正弦信号至AO 电流输出位号,输出一定周期的4～20 mA 电流信号,通过外接高精度采样电阻将电流、电压(I/U)转换为同周期的电压正弦信号。……