关键词: 虚拟仪器;网络,数据库; 远程监测
计算机硬件和软件的渗入给传统测试技术带来了新的革命，在计算机、微电子、传感器、通信和网络等技术不断进步的有力支撑和多领域科研需求的激励下，明显地表现出与高新技术深度融合，把网络技术与虚拟仪器相结合，构成网络虚拟仪器系统，是虚拟仪器系统发展的方向。本文介绍了系统的网络结构、功能及虚拟仪器的总体设计,论述部分电能质量参数监测的软件设计,最后论述了实现远程监测的方法。
1. 系统的网络结构和功能
本系统采用客户机/服务器模式建立计算机网络，通过网卡和网线将客户机与服务器相连，实现网络资源的共享，系统结构见图1，前台是由PC机构成虚拟仪器，后台是服务器，虚拟仪器主要用于实时监测，能够实时显示三相电压、电流等波形，经过分析计算，将显示系统频率、电压谐波总畸变率、三相电压不平衡度等参数。当某指标超标，系统将报警。并将采集的原始数据和分析后的数据通过计算机网络写入远程数据库服务器。服务器端通过大型数据库可以实现数据存储和数据管理，而且能对测量结果进行分析和处理,不仅可以观查各个测试点的实时数据,即在LabVIEW软件中利用ADO技术访问大型数据库,来重现各个测试点的虚拟仪器面板，还可以查询各个测试点的历史数据，对各个测试点的电能质量数据进行分析和汇总, 可以汇总出所需的电能质量日报表、年度报表等，并负责管理整个测量网络。下面介绍一下系统所采用的关键技术。
2. 虚拟仪器的设计
2.1虚拟仪器的硬件
虚拟仪器的硬件应考虑到把被测的强电信号转换成弱电信号，出于对系统的可靠性与安全性方面的考虑，仪器必须与各种强电信号在电气上是隔离的，因此首先使用了电压互感器（PT）和电流互感器（CT）。为了方便测量,可以选用不同规格的钳式电流传感器。调理电路的选择：隔离部分使用了AD公司的专用CMOS隔离放大器AD204。它是一种变压器耦合的双端口隔离放大器,其特点是体积小,精度高,通带宽,输入灵活，抗混叠滤波器是前向通道的主要组成部分，滤波芯片采用MAXIM公司的MAX275,组成四阶低通滤波器。信号接口板是自制的。数据采集卡选用ＮＩ公司的PCI-6023E。 PCI-6023E数据采集卡是NI公司生产的全功能数据采集卡，是一种性能优良的低价位适合PC机及其兼容机的采集卡。具有16路单端/8路差分模拟输入、12位精度、200KS/s采样率、±0.05到±10V输入范围、32条数字I/O线、两路24位计数器/定时器。
图1 系统的网络结构
2.2电能质量部分参数监测的软件设计
电能质量的参数较多，由于篇幅有限，仅介绍三项不平衡度的算法及程序设计。
对三相不平衡检测方法，本系统采用的是对称分量法，这个方法是将电路不对称部分化为电压、电流不对称的边界条件，其余的电路仍视为对称的线性电路。即任何一组不对称的
当在数字化检测时，其实现的方法如下：首先对三相电压、电流进行同步采样，然后采用巴特沃斯低通滤波器滤除工频的谐波成分，利用Extract Single Tone Information图标，测定三相电压（电流）的最大值及相位；再分别计算各线电压（电流），在程序设计中用公式节点大大的简化程序设计，最后根据公式求相应的不平衡度，对实测结果作统一处理并输出结果。程序如图2所示。
图2三相不平衡度子程序
3.远程数据存取的实现
利用SQL Server 2000在服务器上,制作一个电能质量数据库，数据库名称是“DNZL”,该数据库主要包括：各测试点信息表、系统参数设置表、三相不平衡度表、电网谐波表等电能质量指标表等。下面，举例说明从客户端把参数UA、UB、UC、和IA、IB、IC的内容远程存入网络数据库的方法。
首先在客户端创建ODBC数据源，数据源名dnzl, 从客户端把参数远程存入网络数据库程序如图3所示. 在控制模板的Refnum子模板调用Autimotion Refnum图标，通过右键弹出菜单选择 Select ActiveX Class 命令后选择ADODB._Connection ,从功能模板Communication 选ActiveX子模板调用Automation Open 图标,与前面配置的Refnum图标相联,然后通过右键弹出菜单选择Creat中Method ,然后选择Open。数据源的名称Connectionstring =dnzl， 用户名称UserID， 密码Password,由用户输入.同理通过右键弹出菜单选择选择Creat中Method,然后选择Execute, 其中CommandText参数中传送的是命令文本,使用结构化查询语言（SQL是操作数据库的标准语言）查询数据库并检索结果或对数据库进行增加、删除、更改等. 为了增加电能质量数据库中的表“UI” 中的字段UA、UB、UC、和IA、IB、IC的内容,用insert语句,into后是表的名字“UI”。
图3 参数远程存入网络数据库程序
4.结论
我们做了大量的模拟试验，并且进行了现场测试实验，结果表明该监测系统运行可靠,测量方法科学,测量精度高,现场监测方案满足国家标准,适应工程应用的要求。
本文作者的创新点在于把网络技术与虚拟仪器相结合，构成网络虚拟仪器系统,对电能质量进行远程监测和数据分析,并解决了电能质量远程检测中的大量历史和实时数据的存储和查询问题。
参考文献
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