[NI技术]使用LabVIEWPXIDAQ和DIAdem搭建声纳导流罩监测系统.docVIP

[NI技术]使用 LabVIEW、 PXI、DAQ和 DIAdem搭建声 纳导流罩监测系统 我们使用NI LabVIEW软件 和NI PXI数据 采集硬件开发声纳导 流罩监测系统来采 集、处理所有的相关 板载数据，并使用 NI DIAdem 搭建了一个后处理系 统。 - M. Scarpa, The Challenge: 对意大利海军多功能 护卫舰 （FREMM）声纳 导流罩内部不同部件 的设计和集成进行验 证。 The Solution: 基于LabVIEW 和NI PXI数据 采集（DAQ）硬件 开发一个声纳导流罩 监测系统 （SDMS），来采 集处理所有的相关板 载数据，并基于 NI DIAdem 搭建一个后处理系 统。 图1：声纳导流罩监 测系统构架 Author (s): M. Scarpa - A. Cambiaso - SITEM M. Mangiarotti - ORIZZONTE SISTEMI NAVALI Lugli - SITEM Pescetto - CETENA 我们需要一个可以完 成以下功能的 SDMS： 采集数据以分析 声纳整流罩的结构和 振动行为，以及在船 只正常运作时由于流 体力学部件所产生的 弹性反应。系统必须 能够提供初步的实时 细节（DIAdem 通过已记录的数据集 做进一步的细节和互 相关分析）。 计算平台自身的 噪音。 ?通过记录的数据和 分析，对导流罩上机 械噪音的传播及其影 响进行评估。 NI软件和硬件系统 构架的一个主要优势 是技术数据管理流 （TDMS）文件格 式，能在实时和后处 理的状态下，将原始 数据或处理好的数据 与船舶的姿态和速 度，以及推进姿态， RPM和螺旋桨距自 动关联。 SDMS应用 SDMS是按照 Orizzonte Sistemi Navali （OSN）公司的规 范标准进行开发的， 他们是多功能护卫舰 主要的承包商。 CETENA搭建集 成整个系统， SITEM开发应用程序。 DAQ系统是基于 PXI/SCXI的 平台，包括了一个 NI控制器，一个NI 机箱，一个N多功能数据采集模 块，四个NI IEPE加速度计 DAQ模块，和两个 NI 应变计输入模块。 即使非专业的操作员 也能使用SDMS记 录所有声纳整流罩相 关的结构和声音参 数。在船舶运转过程 中，可以使用 SDMS记录所有声 纳整流罩相关的结构 和声音参数，无需产 生过多数据即可对导 流罩内部部件的集成 进行验证。 SDMS包含两个操 作模式，在非辅助模式下，SDMS软件会 检查重要的传入信 号，根据设定的阈值 来检测开始/停止记 录触发。在辅助模式 下，触发实时阈值估 算不可使用。用户可 以选择是否需要手动 开始或停止一段记 录，并对记录的数据 进行管理。操作模式 可在窗口主界面的操 作选项中进行控制。 SDMS主要以三种 方式对数据采集进行 管理。在DAQ模拟输入数据 采集中，从DAQ模块中 输出的信号将直接由 应用程序进行采集、 分析和储存。在OPC数据采集中，OPC信号通过 TCP/IP连接和 以太网连接到船舶管 理系统（SMS）进 行采集。这些信号与 一些船舶机械相关， 例如DGs RPM、螺旋桨距， 或其他设备状态。在UDP数据采集中，信号采集可以通 过导航系统的以太网 络完成。 所有被记录的数据都 以TDMS文件格式 储存。因为它是一个 开放的构架，用户可 以选择数据分析软件 （比如）查看数据。 TDMS文件可以包 含原始数据， OPC，UDP，加 速度计快速傅里叶转 换（FFT）波形， 和信道计算（也被称 为综合信道）。 SDMS软件HMI SDMS人机界面 （HMI）提供了一 个易于使用的图形化 界面来管理采集和处 理那些根据预见需求 所产生的任务。 HMI由一系列已给 定任务的视图组成并 根据功能的同一性进 行分组。操作员开启 SDMS项目即可进 入主页（主界面）。 由此可以进入 SDMS并使用不同 的功能，比如连续数 据采集、综合计算、 或光谱分析、数据记 录、数据获取，都由 不同的软件模块进行 管理。 SDMS HMI在 屏幕顶端有固定的标 题，用于显示导航系 统（NAVS）和船 舶机械中某个固定 OPC和UDP信号 的实时数值。在屏幕 中央显示用户调用的 动态子面板。默认的 主页子面板，也被称 为主界面，可以使用户访问其 他的子面板。 SDMS还能计算一 些其他的综合信道。这些信道可能包括 应变计、压力、水听 器或加速度计的信号 输入。 SDMS通道分组 所有通过NI采集系 统进行采集的通道都 会被分组。通过分 组，系统在组中通道 的一个综合信号超出 阈值时，依然能在选 定的组中记录通道的 原始数据。 数据储存规格，记录 开始事件 当船舶速度（UDP 信号）超