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[NI技术]基于NI LabVIEW、 PXI和 CompactRIO 创建铁路实验室测试 站 我们选择基于NI 平台的系统来开发我 们铁路车辆整体实验 室所需的控制软件和 数据采集系统。 - Eduardo Elizalde, CETEST S. L. The Challenge: 开发铁路车辆整体实 验室所需的控制软件 和数据采集系统。 The Solution: 使用NI LabVIEW Real-Time 模块、NI LabVIEW FPGA模块、 NI CompactRIO、 NI Single- BoardRIO和 NI PXI硬件来 搭建可满足我们测试 要求的自定义采集和 控制解决方案。 大型结构试验台 GUI Author (s): Eduardo Elizalde - CETEST S.L. CETEST S. L.是一个经完全认 证的独立测试实验 室，提供系统和组件 的设计验证和认证服 务。公司专注于铁路 车辆（车辆及组件） 领域，在整个欧洲已 享有较高知名度。由 于铁道部门要求进行 各种各样的测试，我 们采用先进的机电一 体化解决方案通过自 行研发或与其他公司 合作开发相应的测试 系统。此外，我们还 可对实验室组件进行 结构完整性、抗疲劳 性、性能和耐用性测 试以及进行噪声、振 动测量和现场动态行 为测试。 最近几年，客户的测 试需求不断增加，迫 使我们需要采用新的 测试平台和新的采集 和控制设备。由于 NI产品的多功能特 性，我们采用NI架 构更新了许多设备。 大型结构测试 我们拥有一个专门用 于大型结构完整性测 试的试验台。该试验 台可以测试长达35 米、不同荷载组合的 结构，模拟特殊负载 和服务负载。用于施 加纵向载荷（100 吨）的气动管路通过 基于LabVIEW 的界面进行控制（见 图1）。其他部分的 模拟负载（不同高度 压缩或牵引）通过液 压驱动器施加，最大 负载可达400吨。 这些测试监测20个 驱动器的位移和负载 读数以及来自液压和 气动系统的所有信 号。为了搭建多功能 试验台，我们设计了 不同的控制回路。因 此，该系统可以独立 控制，也可与其他系 统配合控制驱动器的 位移和负载。此外， 必要时，用户还可以 手动控制测试台。 完整性和抗疲劳测试 为了检查结构的完 整性和抗疲劳性，我 们将应变计和位移传 感器测量安装在结构 的不同位置，这就需 要一个多通道采集系 统。为了实现这一目 的，我们将NI PXIe- 4330 同步桥接输入模块与 NI PXI-6225多功能M系列模块相 结合，自定义了两个 NI PXIe- 8108嵌入式控制器采集系 统。独立使用时，每 个系统可以包含最多 18个板卡。但是， 如果需要更多的通 道，用户可以在两个 系统之间进行通信。 同时为了使系统满足 不同的测试需求，我 们使用 LabVIEW Real-Time和LabVIEW FPGA模块开发了配置功 能、可视化功能和采 集软件。 高静态或准静态负载 测试 由于其他类型的结构 和组件处于各种各样 的负载条件，所需进 行的测试也不尽相 同，所以不可能建立 一个统一的标准配 置。对于高静态或准 静态负载的情况，我 们采用700 bar的液压系统和 驱动装置。我们可以 控制这些组件的负载 和位移。为了实现这 些操作，我们通过基 于FPGA的系统来 编程NI cRIO-9076 实时处理器，以远程 控制用户定义的负载 序列。此外，该系统 可以测量、评估并采 集来自传感器的信 号。 测试车辆转动元件 为了测试特定的机车 转动元件（如变速箱 和轴承），我们基于 NI产品开发了多个 采集和控制系统，其 中包括一个可测量变 速箱转速和扭矩的正 方形试验台以及两个 用于铁路轴箱的使用 性能试验台。这些试 验台的目的是研究不 同的运行状态变量和 温度以及润滑脂和油 脂分布。 配有负载应用程序的 变速箱试验台 在配有负载应用程 序的变速箱试验台 中，我们可以通过控 制350千瓦的发动 机来测试功率高达1 兆瓦的变速箱。我们 实现了高达 6,000 rpm 的转速和10 kN /m的扭矩。 试验台与NI PXI-8102嵌 入式控制器相结合， 提供了用户自定义的 转矩和转速周期。此 外，该系统可以测 量、估算以及采集来 自传感器（扭矩、速 度和温度）的信号和 变速器参数。 铁路轴承轴箱 借助铁路轴承轴箱 试验台，我们可以创 建用户定义的轴向负 载和速度周期。此 外，该系统可以测 量、评估以及采集来 自传感器（测压元 件、速度和温度）的 信号和变速器参数。 在本案例中，其中一 个试验台的控制是基 于NI cRIO- 9022嵌入式实时 控制器，而另一个试 验台是基于NI PXI-8102嵌 入式控制器。 转动阻力静态特性 最后再举一个