机电智能化综合能效测试系统的设计与实现

王新宁

在我国机电行业的智能发展趋势下，优化机电 综合能效，构建一套科学完善的性能测试系统，通过关注 系统的准确度与效率，从而满足日益增长的使用需求。同 样在信息化技术的发展下，对于机电综合能效测试系统的 优化，需要朝着测试便捷、准确度高和智能化方向发展， 以此提高机电企业的市场核心竞争力，保障机电的使用质 量，降低机电测试工作的难度，为机电领域的健康发展提 供保障。因此，本文对机电智能化综合能效测试系统的 设计与实现进行研究分析显得尤为重要。

在机电设施的智能化发展趋势下，从能源与成 本节省的角度出发，推动机电智能化的发展，有助于实现 整体机电系统的优化。同样对机电系统的智能感知、监控 以及人机交互等部分进行优化，提升机电系统的整体性能 ，能够实现机电运行的安全、稳定、可靠。

同样，机电智能化的发展作为机电领域的重要 分支，其智慧化建设能够借助人工智能技术来发散、发展 概念，对其结构性能与材质进行变更，以此满足多样化的 使用需求。在机电智能化发展上，借助计算机辅助技术与 人工智能技术，优化机电的制动控制与自动调节模块，以 此加强机电系统的整体功能，为机电一体化水平的提升奠 定基础。机电智能化发展是在以往的机电控制理论基础 上，通过多方面的新思想与新方法的融入，从而让机电系 统本身具备一定的思考推断能力，以此满足实际的、更高 层面的控制需求。基于现阶段的机电领域发展趋势，智能 化与一体化发展作为未来发展的主要方向，虽然两者之间 无法实现同步发展，但是借助智能化与一体化的协调发展 ，能够实现高性能、高速度且具备一定智能性质的产品研 发，具备较高的市场需求价值。

在机电智能化的发展下，借助综合能效测试系 统的构建，能够尽早对机电的检测传感模块、电子控制模 块、执行器模块、动力源模块进行测试。通过对整体机电 系统的实际能效进行精准的测试，优化与实现机电系统下 的各个子系统的有机连接，从而保障机电系统的安全稳定 运行。一个好的机电综合能效测试系统对于机电企业的发 展能够起着决定性作用，基于机电的安全与产品质量的需 求，对机电系统的安全和成本进行有效控制，以此满足生 活实际的应用需求。

同样，机电产品的质量关系着使用的安全性， 同时也会影响我国机电产品的出口。因此，优化机电设施 产品的综合能效测试系统，不仅能够进一步扩大我国高质 量机电产品市场，同时也能够推动我国机电领域的发展。 机电智能化综合能效测试系统的应用，能够进一步整合我 国机电产品的检测模式，降低检测成本，以此推动测试工 作效率的提升，减少相应的机电测试工作量，为我国机电 企业的健康发展提供保障。

（一）设计理念

在人工智能技术快速发展的背景下，机电智能 综合能效测试系统需要将人工智能、机电、通信、数据分 析以及图像显示等诸多技术进行融合，构建机电综合能效 测试的虚拟仪器，以此实现智能测试系统的搭建。在该系 统的构建上，需要相应的前端设备数据处理设施，借助数 字功率计，让总线接口与窗口和电脑端能够进行连接，从 而确保能够在电脑端进行虚拟面板的操作，实现系统的数 据处理功能，并对机电产品测试的电流电压、谐波频率、 运行时间、功率因素以及相位角等功能进行逐步测试。同 时，智能化设计需要实现相应地自动计算测量功能，以系 统参数设计来实现自定义测试的智能化发展。

（二）设计方案实施要点

在机电智能化综合能效测试系统的设计上，其 主要设计模块涉及虚拟仪器、系统需求、关键技术等三部 分。虚拟仪器模块主要是将测试技术与现代技术相结合， 基于机电智能化综合能效的测试需求来设计仪器系统，从 而建立直观的测试面板，提升测试系统的使用效率。虚拟 仪器模块的存在不仅能够优化相应的测试工作，同时也能 够合理地借助信息数据进行分析与传输工作，让系统的建 设更加方便灵活。虚拟仪器借助重组定义，方便测试参数 的有效调整，让测试精准度与效率根据需求发生改变。系 统需求模块主要是对实际的测试需求进行进一步的细化， 从而让机电智能化综合能效测试得以实现。在具体表现上 ，系统需求能够让前端的处理器对数据进行收集传输，借 助测量仪器，对操作面板的功能键进行动态显示，从而保 障测量数据与分析数据之间的明确显示。同时系统需求能 够对多个数据进行实时处理，将相应的数据以数据文件的 形式进行存储，方便后续的查看。在智能化发展上，系统 能够对相应的数据进行自动分析与提示，从而保障测试网 络的整体效果，满足机电智能化综合能效的测试需求。在 关键技术的运用上，智能化需要基于人工智能技术与数据 分析技术进行测试优化，通过多个新兴技术的合理运用来 提升测试系统的整体性能，同时构建专属的数据库来方便 数据的存储分析。在关键技术中以模块化建设来加大系统 的管理与可移动性，通过对权限控制来保障系统的安全; 通过缓冲来减轻系统的负担;通过设置引导来方便操作人 员的使用;通过动态监管来保障系统的稳定运行，借助程 序设计的开发模块优化后续的发展与维护工作。

（三）设计关键流程

在机电智能化综合能效测试系统的设计上，其 流程涉及以下几点。其一，管理。该部分主要是系统启动 后对于用户进行划分，从而区分管理员和用户，并提供相 应的管理服务功能。其二，连接。在系统设计过程中，对 于信息的接收与发送都依赖于仪器连接效果。在实际的数 据查询上，需要具备保存功能，同时还需要進行针对性连 接，从而实时保存数据文件。其三，模式。系统需要根据 实际的需求进行相应测试模式的选择，以此获取仪器的实 时测量数据;借助参数的对比，从而完成数据的批量处理 ，并在显示设置过程中对相应的仪器数据的精准度等进行 显示;同时借助实时图像显示，方便工作人员进行查询和 管理。其四，断开。在测试工作完成以后，需要关闭相应 的系统，断开连接仪器，从而为下一次使用提供保障。

（一）硬件模块

在机电智能化综合能效系统的实现上，硬件模 块仪器需要使用数字功率计WT210，该仪器作为当前先 进功能性较多的新型仪器设备，能够满足机电智能综合能 效测试的所有需求。同样，该功率计的基本精准能够达到 千分之一，且作为小型仪器，其仅有标准机架的一半大小 ，一般种类大约为3千克。其可实现的机电测量最小电流 为5毫安，具备线路的滤波测试功能，且更新速度最快为 每秒更新十次读数;另外，还具备谐波测试功能和用户基 本校准功能，同时借助外部传感器的使用能够对输入的最 大电流进行测定。机电智能化综合能效测试系统硬件模块 主要由WT210功率计、通用接口型、计算机和打印机等组 成，规范进行标准设计及组装，具备组装便捷性吲。相對 而言，机电智能化综合能效测试系统的硬件模块前期的投入 相对较大，但是其性能优良有助于组建大型的智能化综合 效能测试系统。机电智能化综合能效系统连接如图1所示 ：

图1 机电智能化综合能效系统连接图

（二）软件模块

机电智能化综合能效系统的软件模块需要基于 电脑的操作系统开发相应的测试系统，需要基于实验室虚 拟仪器的通用编程语言进行开展。借助通用语言适用于测 试和控制的优势，通过简化仪器的收集与处理工作，从而 实现测试时间的有效缩短。虚拟仪器通用程序语言的应用 可以满足机电智能综合能效系统的大规模应用开发，也可 以满足智能开发的需要。同时，为方便客户对于数据的查 找，需要创建一个需求向导的开发仪器以驱动参数设置， 并借助输入仪器，实现数据的快速查询。同时，根据调用 测试库进行仪器管理，对仪器类型进行划分，且允许相关 工程师对仪器进行细化管理，以此节省软件模块的构建时 间和维护费用。在此基础上，开发便携式代码，因为测试 实验产品中的不同仪器需要借助第三方源代码来进行控制 ，以保障机电智能综合能效测试系统的性能。机电智能化 综合能效测试系统应用虚拟仪器通用程序语言，可以重新 设计改进的应用程序生成器，使项目库限制代码重用，借 助二进制模式的写入模式，提升实际的工作效率，然后在 系统的混合信号图上，对模拟数据进行显示。在工具栏创 建更专业的用户界面，优化快捷菜单，提高使用者的满意 度。同时将共享变量进行简化，逐一扩展成相应的集成函 数，让其具备嵌入组件的应用优势。

虚拟仪器通用程序语言是一种图形化编程语言 ，它使用的是图标和连接来创建应用程序，而不是文本 行。传统的文本编程语言根据语句和指令的顺序来决定 程序的执行顺序，而虚拟仪器的通用程序语言采用数据流 编程模式，即程序框图中节点之间的数据流决定了VI和功 能的执行顺序，这是虚拟仪器的通用程序语言的程序模块 。虚拟仪器通用程序语言提供了许多类似于传统仪器示波 器和万用表的控件，可以用来轻松地创建用户界面。该用 户界面在虚拟仪器的通用程序语言中被称为前面板。使用 图标和连接，可以以编程方式控制前面板上的对象，这是 图形化源代码，也称为源代码。虚拟仪器的通用程序语言 的图形化源代码有点类似于流程图，因此也被称为程序方 框图代码。对于开发特定的程序，需要使用额外的软件工 具包。所有的工具包都与虚拟仪器的通用程序语言无缝集 成。这正是因为虚拟仪器的通用程序语言提供了丰富的资 源，但它也可以根据需要修改或编写自己的代码，再加 上应用软件包、用户界面库、仪器驱动程序的应用，大大 减少了开发时间。虚拟仪器的通用程序语言所提供的图形 用户界面，可以通过使用菜单、按钮、对话框、编辑框、 收音机、复选框和滚动条等操作，极大地促进软件的开 发。机电智能化综合能效系统基本框架如图2所示：

图2 机电智能化综合能效系统基本框架图

（三）实效分析

在机电智能化综合能效系统的实现上，需要借 助基本的霓虹灯电路的研制测试进行试验，以此保障机 电智能化综合能效系统的实际效果。在实际的运用上，当 用户向系统中输入用户名和密码时，首先要输入的是系统 的主界面。系统主界面主要包括菜单栏、通用功能按钮、 连接仪器列表和实时数据显示列表。利用计算机操作界面 优化的虚拟仪表板操作，实现WT210数字功率表的所有参 数测试操作。机电智能化综合能效系统数据实时曲线能 够显示测量参数的动态过程和发展趋势，为数据分析提供 最直观的参考;机电智能化综合能效系统各种参数易于设 置，也可批量独立设置。在机电智能化综合能效系统的运 用上，其测试数据能够实现自动统计处理，如多次测试数 据的最大、最小、极差、方差、功率、电能等。同时，机 电智能化综合能效系统以数据文件命名，通过自动存储功 能来避免测试数据覆盖与丢失问题。而系统运用的WT210 数字功率表与计算机通信，不仅能够进行串口连接，也 能够进行通用接口连接，实现数据的快速传输。将其运用 在机电智能综合能效系统上，不仅操作简单实用，且数据 可靠完整，具备较高的应用价值。机电智能化综合能效系 统的维护和更新速度快，计算机技术的发展给系统的更新 带来了新的活力。

基于总线的虚拟仪器以其灵活、价格低廉的优 势，将成为我国最受欢迎的虚拟仪器。同时只要仪器具 有串口或接口，则具备明显的可推广价值，能够产生良好 的经济和社会效益。运用该虚拟仪器构建的机电智能综合 测试系统，可广泛用于进出口机电检验业务，也可广泛应 用于相关科研工作当中。另外，将机电行业的检测技术和 检测能力提升到一个新的水平，为实验室综合干预“绿色 家电”产品认证检测提供基础的技术保障，具有推广意义 和应用前景。机电智能化综合能效系统具备的系统开放 性，不仅保证了其未来工作的可行性，而且具备着随需求 变化进行系统调整或扩展的灵活性;另外，随着数据库技 术的发展，数据的存储、分析和挖掘能力大大提高，为机 电智能化综合能效系统的实际应用提供发展保障。同时， 系统保留的容量扩展端口也为后续开发做好了准备。

由此可见，在机电智能化的发展趋势下，对于 综合能效系统的设计与实现，不仅能够满足机电企业日常 的测试需求，同时也能够以智能化发展推动测试工作的优 化，为企业的可持续发展提供保障。在现阶段的系统实现 上，仍然存在一些问题，需要进一步加强系统的兼容与实 用性研究，从而为系统的推广和发展提供技术保障。