随着计算机技术的不断提高,现代测试系统正向仪器的自动化、智能化、小型化和网络化方向发展。虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)的出现给现代测试技术带来了一场革命,它利用计算机系统的强大功能结合相应的软件,大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储方面的限制。虚拟仪器技术与网络技术的融合,使虚拟仪器系统更加突破了传统的测量理念,使测量数据得到了真正意义上的共享,使远程测量得以实现。在现代化的实验教学中,通过网络传递信息进行在线教学,越来越受到高校的重视,学生通过网络接收远端服务器传来的数据,进行数据保存或在线分析处理,不仅可以节省实验教学成本,同时也可以使实验教学更灵活。为此我们设计开发了基于LabVIEW的网络化液压教学实验台。本文将介绍系统的硬件构成、软件平台以及Datasocket技术在液压教学实验台上的应用。
　　1 实验台的硬件构成
　　我们开发的网络化液压教学实验台的组成如图1所示。液压实验台架是用于学生自行设计、组装液压回路的实验平台。它由油源装置、液压阀组件、液压缸组件、加载机构等部分组成。油源装置由定量泵和电机装置(20L/min、2.2kW、960r/min)、变量泵和电机装置(20L/min、2.2kW、1430r/min)、油箱组件、压力油块(可安装压力传感器)、回油块等组成。传感器(装在实验台架上)包括LC-13型椭圆齿轮流量变送器(测量精度为0.2%,最大工作压力为1.6MPa), PT620型压力传感器(测量范围0~10MPa,测量精度为0.25% ), FX-331B型位移传感器(精度等级为0.2%,灵敏度为5~50mV/ (mm.V-1)等。数据采集卡为NI公司的6023-E采集卡,它具有12位输入分辨率, 200K的采样速率; 16路模拟输入, 8路数字I/O, 2个定时器;最大输入范围:-10~+10V,最小输入范围:-50~+50mV。服务器和学生端的配置是Pentium (R) 4,内存256MB,带USB接口控制工程网版权所有,操作系统为WindowsXP1IE6.0版本。

　　2 LabVIEW的软件平台
　　LabVIEW ( LaboratoryVirtual Instrument Engineer-ingWorkbench)是美国NI(National Instrument)公司开发的一个图形化编程软件, LabVIEW是一个功能齐全的虚拟仪器开发平台控制工程网版权所有,为构建基于计算机网络的测试系统提供了Datasocket(DS)技术, Web服务器和TCP、UDP协议。DS是一种能够简化应用程序之间,以及计算机之间进行数据传输的网络编程技术。Datasocket建立在TCP/IP协议的基础上,但却不用进行复杂的底层TCP编程控制工程网版权所有,DS函数与DS服务器的通讯采用自己的传输协议DSTP (DataSocketTransfer Protocol),使用这个协议时用和WWW浏览器相似的统一资源定位符URL(Uniform Resource Locator)去连接数据资源,这些数据资源可以是位于DS、HTTP和FTP服务器中的数据文件,或是本机的数据文件。
　　DS传递数据的3个部分,即发布数据程序、DS服务器和接收数据程序。DS服务器DataSocketServer是一个小巧、独立运行的程序,利用DS技术传输数据必须在发布数据的机器上打开Datasocket Server。发布数据的程序通过它进行数据输出,输入数据的程序找到它接收数据。DS服务器的面板如图2所示,图中显示了主机当前连接到DataSocket Server上的任务数和已经发送的数据包数。

　　3 实验应用
　　应用LabVIEW提供的软件平台,我们开发了在教师机上运行的集数据采集和发布功能的多通道服务器和在学生机上运行的多通道客户端程序。在图3所示的采集系统的人机界面上,输入设备号(Device)、采集通道(Channels)、采样的频率(Scan rate),采样数(Number ofScan)和缓存区大小(Buffer size),按下运行按钮就可以进行多通道采集,而且可以在波形图的横坐标上看到采集系统运行的时间,同时该系统还有数据存盘和报表打印的功能。
　　教师机通过多通道采集服务器,采集液压实验台上的压力、流量、位移的数据,在教师机的前面板上显示,然后利用DS技术,把这些数据传输到远端的客户端,这样就可以实现远程采集、监控,可以实现远程数据传输。在服务器上设置本机的IP地址或网络标识名(例如: dstp://202.116.3.9 /wave),以便客户机可以查找到这台主机。在前面板上还有一个监视网络运行状况的显示件“status”,如果网络出现故障CONTROL ENGINEERING China版权所有,则该显示件亮灯。
　　在图4所示的学生客户端的界面上,输入服务器的URL(dstp://202.116.3.9/wave),注意要先运行服务器进行数据采集,然后运行客户机,否则,客户机上将没有数据显示。从客户机上我们可以实时地得到服务器上的压力、流量、位移的数据,同时还可以看到服务器上其它的参数,如采样率、采样数、缓存区大小和当前采样的时间。

　　4 结束语
　　(1)通过LabVIEW编程,可实现对液压实验台进行多通道采集,能实时、准确地在同一面板上显示,这大大提高了实验的效率。(2)通过LabVIEW特有的DataSocket网络技术CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以在网络上实时地发布采集的数据,实现远程教学。