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關鍵詞:數據采集;LabVIEW;HID;觸發器;動態特性
中圖分類號:TP274.2 文獻標識碼:B 文章編號:1009-3044(2013)07-1682-04
觸發器作為高強度氣體放電(High-intensity discharge,簡稱HID)燈啟動時的重要部件,各項考核它的指標不僅直接關系到安全特性,而且一些性能要求還直接體現了各種HID 燈對觸發脈沖的要求,所以觸發器的指標好壞直接影響HID 燈的啟動乃至HID 燈的使用壽命。觸發器的傳統測試方法是通過示波器記錄觸發脈沖幅值,人工判斷脈沖個數是否符合要求。作為傳統測量儀器有些重要參數是無法定量測出的,如觸發脈沖的電角度、觸發脈沖寬度、脈沖分散性等動態特性。隨著科學技術的不斷發展,虛擬儀器的出現,使這些問題的解決成為可能。虛擬儀器(Virtual Instrument)是指以通用計算機作為核心的硬件平臺,配以相應測試功能的硬件作為信號輸入/輸出的接口,利用儀器軟件開發平臺在計算機的屏幕上虛擬出儀器的面板和相應的功能[1]。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)是一種業界領先的工業標準圖形化編程工具,主要用于開發測試、測量與控制系統。它是專門為工程師和科學家而設計的直觀圖形化編程語言。它將軟件和各種不同的測量儀器硬件及計算機集成在一起,建立虛擬儀器系統,以形成用戶自定義的解決方案[2]?;贚abVIEW的軟件技術,設計出新型的全自動觸發器數據采集系統。
1 系統組成
整個測試系統如圖1所示,由工業電腦與數據采集控制卡、可編程交流穩壓電源、繼電器組、鎮流器組等組成。數據采集、電源電壓控制及狀態控制分別采用 PCI-5122、PCI-GPIB、PCI-6519。交流穩壓電源為產品提供穩定供電電壓。繼電器組用來執行電源供給、鎮流器切換等開關動作。鎮流器組用于被測觸發器與測試系統連接,每種型號的被測觸發器有其對應型號的鎮流器。
2 硬件設計
2.1 數據采集與控制
數據采集卡選用NI(National Instrument) PCI-5122數字化儀。NI PCI-5122具有軟件可選的動態范圍,50 歐姆;或1 M歐姆;200 mVpp到20 Vpp的輸入范圍,并可在板載內存中采集超過100萬個波形,因而是時域和頻域分析的理想選擇,有50多個內置測量與分析函數直接在驅動軟件中編程生成[3],100 MS/s的實時采樣,2.0 GS/s的等效時段采樣或外部時鐘控制,14位分辨率的雙輸入通道,是一款滿足寬范圍測試條件的板卡。
電源電壓控制采用PCI-GPIB卡,用于控制可編程交流穩壓電源(0-600Vac,1kVA)電壓供給,以滿足不同型號觸發器對電源電壓的需求。
狀態轉換控制選用NI PCI-6519數字I/O卡。 PCI-6519板卡提供了16路光學隔離的漏極/源極輸入通道,以及16路漏極輸出通道[4]。P.為輸入通道,P.為輸出通道。外部接線如圖2所示,圖中S1為系統啟動開關;由K1、K2、K3、K4、K5組成繼電器組,為鎮流器切換控制之用;K6為電源供應控制繼電器。
2.2 系統主電路
系統主電路如圖3所示。市電經開關S0由可編程穩壓電源輸出,通過斷路器Q1、應急制動開關S2、電源控制繼電器K6的動合觸點到達繼電器與鎮流器組。鎮流器組由35W、70W、250W、400W、1000W鎮流器組成,由相應控制繼電器動合觸點K1、K2、K3、K4、K5與其配合,系統根據待測觸發器的型號自動選配相應型號的鎮流器。鎮流器的輸出與待測觸發器端子B連接??删幊谭€壓電源的另一輸出端與觸發器端子N連接。選用符合文獻[5]要求的型號為P6015A 1000:1高壓探頭,用于觸發器端子Lp與NI 5122數字化儀通道1的連接,完成脈沖信號的衰減。選用100:1高壓探頭,連接可編程穩壓電源輸出端與NI 5122數字化儀通道2,用于信號采集的同步。短接端子Lp與端子B,可用于兩端式觸發器的測試。
3 軟件設計
系統軟件基于LabVIEW的標準狀態機設計模式,LabVIEW程序同樣也稱為虛擬儀器(VI)。通常觸發器分為兩類,普通觸發器與含有定時器觸發器。內部含有定時器的在產品型號后加T作為后綴,在測試時是有所區別的。以用250W鎮流器配套測試為例,程序流程如圖4所示。
3.1 流程簡要說明
首次打開的虛擬儀器前面板如圖5所示,界面主要由六個部分組成:產品型號選擇菜單、產品規格限值顯示、測試數據顯示、測試結果顯示(首次打開未測試處于隱含狀態)、測試波形顯示、測試數量統計顯示。舉例如下,點擊產品型號選擇菜單,選擇需要測試的產品型號,系統從Excel表格中載入待測產品的各項參數及規格限值,發送指令到可編程交流電源,使其輸出符合測試要求的電壓信號。將NI 6519輸出通道P2.3置1(選用250W鎮流器),循環檢測NI 6519輸入通道P0.6腳電位。連接測試夾具與被測產品,按動啟動開關S1,系統將NI 6519輸出通道P2.6置1,給產品加電,進入采集過程并將采集到的可編程電源輸出電壓值、正負脈沖的幅值、脈沖電角度、脈沖寬度、脈沖個數及總脈沖數顯示在屏幕上。針對觸發器內含有定時器的測試,在程序中自動加入3秒鐘的延時。當定時器出現故障時,觸發器在3秒鐘過后無法產生輸出脈沖,將得到的不良測試數據,反映在測試結果及波形上。系統自動將游標按產品幅值規格下限標示在面板上,輔助操作員的觀察判斷。針對脈沖幅值波動大的特點,采用多周期采樣均值化處理,得到相對穩定的幅值。
3.2 脈沖電角度測量
作為重要測試指標的脈沖電角度,指的是觸發器輸出脈沖反映在電源基波波形上的相位角。為了得到準確脈沖電角度,將NI 5122數字化儀作如下設置,對應電源頻率50Hz設置時基滿屏為20ms,觸發源選定在通道2,觸發電平0V,觸發類型選為邊沿,采用上升沿觸發。采集數據取自于通道1,由此可以在屏幕上得到以0度相位角開始的完整脈沖波形周期。在波形正負半周期內分別搜索超過門限值的脈沖首次出現在數據組中的位置,通過數學變換,得到脈沖的電角度。
3.3 脈沖寬度測量
在正負半周規定的相位內分別搜索超過門限值的脈沖值的數量,結合系統的采樣率,通過數學變換,即可得到正負脈沖的脈沖寬度。例如,在正半周期內搜索到超過門限值的脈沖值的數量20個,系統采樣率為50 MS/s,則正半周期內的脈沖寬度為400ns。
3.4 脈沖數的測量
脈沖數測量的難點是如何濾除脈沖波形上的毛刺,如果不能很好的濾除毛刺。則測試得到的脈沖數將大于實際脈沖數。采用LabVIEW軟件中的For循環與移位寄存器[6]結合,在規定的相位內對采集到的數據組進行連續檢索,正半周脈沖數測量相關程序如圖6所示。圖中通過設定的門限值,將所有高于門限值的毛刺濾除。根據觸發器的脈寬范圍設置合理的移位寄存器數目,可以濾除極窄脈沖,從而保證得到準確脈沖數。
3.5 脈沖分散性測試
針對觸發器內元件異常導致脈沖分散,而脈沖角度、脈沖寬度、脈沖數均在范圍內的情況,將相位范圍調整到正常脈沖所在區域的90度及270度。當脈沖分散出現時,規定相位范圍內的脈沖數將減少,系統自動將被測產品標示為不合格。
3.6 程序
將生成的Ignition Test獨立應用程序及安裝程序復制到目標機,運行安裝程序,產生Measurement & Automation Explorer、NI-Scope設備驅動、NI-DAQmx設備驅動、LabVEIW運行引擎。建立被測產品的數據存放文件夾,用于測試數據的存放。
4 結束語
應用LabVIEW軟件技術,成功完成HID燈用觸發器的動態性能測試。本采集系統自動化程度較高,易于操控,通過選擇被測產品型號,系統自動匹配鎮流器,自動調整電源輸出電壓,自動生成數據報告。系統適用性較好,當有新產品需要測試時,僅需在Excel表中添加新的產品型號及相應的規格限值,就可在系統中看到新的被加入的產品型號,即可實現對新的觸發器的數據采集。
參考文獻:
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[關鍵詞]支護;圍巖穩定性;模糊聚類;matlab;可視化
中圖分類號:TD322 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)19-0339-03
0 引言
目前,煤礦巷道支護設計很大程度上依賴于工程技術人員的工程判斷力和實踐經驗,具有很大的盲目性,導致有些巷道支護效果不佳,部分巷道出現前掘后修、前修后壞的狀況。有些巷道支護設計參數偏于保守,制約著礦井安全高效水平的提高??茖W地尋找支護參數設計在安全和經濟兩方面的最佳結合點,是開展巷道圍巖穩定性分類研究的主要目的。據統計,相當一部分巷道失穩的原因是由于基本的支護方案不合理造成的,究其原因是不準確的巷道圍巖分類。因此,準確地把握巷道圍巖穩定性分類是巷道支護設計的基礎,開發出便于現場工程技術人員能夠直接使用的可視化圍巖分類系統亟待解決。本文以模糊聚類理論基礎,建立回采巷道圍巖穩定性分類Fuzzy模型,利用matlab語言編寫模型程序,實現了回采巷道圍巖穩定性分類可視化系統。
1 回采巷道圍巖分類Fuzzy模型
影響回采巷道圍巖穩定性的因素很多,依照指標選取的重要性原則、獨立性原則、明確性原則、易獲取原則[1],選取巷道埋深、巷道底板巖層強度、巷道頂板8m范圍內綜合強度、巷道幫部巖(煤)層強度、直接頂厚度與采高比值N、直接頂初垮步距、巷煤柱寬度7個指標,以神東布爾臺礦區為工程背景,收集回采巷道樣本。其中頂板巖層的綜合強度,采用頂板8m范圍內各個巖層的單軸抗壓強度的綜合平均值。大量的實踐經驗表明,距離巷道頂部表面的巖層越近對巷道穩定性的影響越大[2]。如圖1所示,頂板巖層的強度采用如下公式(1)計算。
(1)
式中:
A――巷道頂板上部三角形區域面積;
a――巷道寬度;Ai為第i分層區域面積;
――第i分層的單軸抗壓強度。
1.1 數據無量綱化及單位化處理
樣本分類的7個指標的量綱不盡相同,在數據使用必須對原始數據進行無量綱化處理,按照統計學原理,本文采用公式(2)進行無綱量化處理(Z-score)。
(2)
(3)
(4)
式中:
――第i個樣本的的第j個指標;
――第j指標的平均值,計算公式(3);――第j指標的標準差,計算公式(4)。
為消除各指標絕對值大小對聚類分析的影響,要對去量綱化的樣本數據進行單位化[2],如公式(4)所示,把原始數據壓縮在0~1之間。
(5)
式中:
{xij}min――第j個指標實測中最小值;
{xij}max――第j個指標實測中最大值。
1.2 回采巷道分類指標加權處理
數據無量綱化及單位化處理沒有改變各指標對分類結果的影響,事實上,各個分類指標對巷道圍巖穩定性的影響程度是不同的,有主次之分。如果把這些影響程度不同的指標平等的對待,無疑是要影響分類結果的準確性[3]。因此,在進行模糊聚類分析時,為區分這些指標對圍巖穩定性的影響程度,需要對每一個指標進行加權處理。加權的具體實施方法,就是在各指標經標準化處理后的數據上乘以相應的權值。確定權值的途徑很多,這是里采用多元回歸分析法確定本分類中7個指標的權值,并用層次分析法加以檢驗[4],最終得到各指標分類權值如表1所示。
1.3 數據標定及聚類
標定就是計算出被分類對象間相似程度的統計量(i,j=1,2,……n。n為被分類對象的個數),從而確定論域上的模糊關系矩陣。常用的方法有:歐氏距離法、數量積法、相關系數法、夾角余弦法等[5]。本文采用歐氏距離法來進行標定。如公式(6)所示。
(6)
式中:
――表示第條回采樣本巷道的第k個標準化處理后的指標 ;
――表示第條回采樣本巷道的第k個標準化處理后的指標。
聚類就是在已經建立的模糊相似矩陣的基礎上[6],以不同的閾值進行截取,從而得到不同的分類。這里采用基于模糊等價關系的聚類法。具體作法是,將加權模糊相似矩陣進行改造,使之具有傳遞性,轉化為加權模糊等價關系矩陣,給出不同的閾值進行聚類[7]。最終把寸草塔二礦回采巷道圍巖穩定性分為分為5類:非常穩定;穩定;較穩定;不穩定,極不穩定。上述對圍巖穩定性的評語用拉丁字母表示為:I,II,III,IV,V;各指標聚類中心值如表2所示。
1.4 構造單項指標的隸屬函數
回采巷道圍巖穩定性狀態共分為5類,分類指標數為7,Xi (i=1,2,…,7)表示第i分類指標取巷道聚類中心值的集合,論域Xi上模糊子集完全由它的隸屬函數所確定,其中為某類別巷道第i指標的聚類中心值,隸屬函數中的應當滿足[8]:
(1) 當時,,其中為第j級巷道第i分類指標的的聚類中值。顯然,第j級標準巷道應100%屬于第j級;
(2) 當遠離時,隸屬函數值應變小。隸屬函數種類很多,如正態型、戒上型、戒下型和降半型等。根據巷道各分類指標的分布特征,本文采用如公式(7)的正態型分布函數。
(7)
式中:
――取各級聚類中心值的第i指標的標準差。
1.5 巷道模糊綜合評判及頂底板移近量預測
利用上述單項指標隸屬函數,計算回采巷道的隸屬函數值,得到初始模糊關系矩陣R。因為各分類指標的權值矩陣是單位化的,為方便分類結果的使用,初始模糊關系矩陣R必須單位化。單位化后的模糊關系矩陣為運用模糊單位化后的模糊關系矩陣,與各分類指標所占權值矩陣A進行矩陣相乘運算,權值矩陣由表3中得出,即:
A=(0.122 0.1 0.21 0.03 0.11 0.113 0.3)
運算見下公式(8)。
(8)
得到隸屬度矩陣,求得最大隸屬度及最大隸屬度所在的列向量位置,進而判別巷道穩定性類別。
通過該隸屬矩陣可以進一步預測巷道頂底板移近量,目前預測巷道頂底板移近量尚無精確的公式,通過巷道圍巖穩定性隸屬度矩陣預測巷道頂底板移近量(如表3)不失為一種簡單有而又相對準確的方法,如公式(9)。
U=u1×b1+ u2×b2+……+ u5×b5 (9)
上式中:
b1,b2,……b5――巷道圍巖穩定性隸屬矩陣中各類巷道的隸屬度;
u1,u2,……u5――各類巷道圍巖移近量的平均值。
2 可視化系統開發
Matlab是一款優秀的面向對象的數值計算軟件[11],在GUI編程過程中需要使用變量來實現函數之間的數值傳遞,借用Eidt Text(編輯文本)及Listbox(下拉類表)的Tag(標簽)來定義、使用函數變量;本系統主要有四大功能模塊組成:1)求聚類中心;2)頂板綜合強度計算;3)數據裝載及運算;4)顯示模型運算結果;系統運行調試結果如圖2所示。
3 系統應用
3.1 應用工程背景
根據某礦43301工作面為工程背景,工作面北部北部為43煤輔運、膠運和回風三大巷,西側為43301工作面已準備完畢,東側為43303工作面已回采完畢,南側為43煤風氧化帶邊界,43302-1與43302-2工作面南北間隔5條排矸巷相距128m;上部18-28m有42201、42202、42224工作面采空塌陷區。
3.1.1、煤層頂板、底板特征
43302工作面老頂為細砂巖,厚度約為13.7-18.8m,平均15.35m,白色,泥質膠結,水平層理。
直接頂為泥巖,厚度約為0-1.5m,平均1.15m,灰黑色,粉砂質,質軟,易冒落,底部含有植物葉碎片化石。
直接底為泥巖,厚度約為0.10-0.70m,平均0.35m,深灰色,含巖屑及植物化石,遇水泥化嚴重。
3.1.2、地質構造及水文地質特征
工作面地表廣覆第四系松散沉積物,地形起伏變化比較大,43302-1回采區上部18-22m有42煤42201、42202綜采工作面采空塌陷區。43302-2回采區上部22-28m有42煤42201、42103、42224綜采工作面采空塌陷區。工作面內地層總的趨勢是以極緩的坡度向北西傾斜的單斜構造,傾角1-3°,斷層不發育,后生裂隙發育。
工作面地表廣覆第四系松散沉積物,地形起伏變化比較大,43302-1工作面回采區上部18-22m有42煤42201和42202工作面采空塌陷區,43302-2工作面回采區上部22-28m有42煤42201、42103、42224綜采工作面采空塌陷區,采空區內有大量積水,施工探放水孔11個,累計疏放積水17800m3,采空區內局部低洼地帶可能仍有少量積水,因此必須加大雨季工作面采空塌陷區溝谷地帶洪水的管理工作,以確保礦井安全生產。
工作面地表溝壑發育,上覆松散層厚度變化較大,雨季大氣降水一方面通過松散層及基巖裂隙直接下滲補給井下,用類比法預測切眼地段初次垮落時的涌水量為30m3/h,工作面正?;夭捎克?0m3/h,工作面最大涌水量50m3/h。
3.2 巷道圍巖穩定性分類
根據以上地質因素和采礦技術因素,量化各分類指標,如見表4所示,運用建立的模糊聚類模型進行巷道圍巖穩定性分類。
代入公式7,得到初始隸屬函數矩陣R。由于權值矩陣是單位化的,所以要對初始隸屬函數矩陣R單位化,得到單位化的隸屬函數矩陣。
把代入公式8,得到隸屬度矩陣。從中可以看出該巷道圍巖穩定性的隸屬度,I類巷道圍巖隸屬度為0.0973,II類巷道圍巖隸屬度為0.1679,III類巷道圍巖隸屬度為0.2145,IV類巷道圍巖隸屬度0.3059,V類巷道圍巖隸屬度為0.2144,最大隸屬度為0.3059,從而判定該巷道從屬于IV類巷道,屬于不穩定較難支護圍巖。
3.3 預測巷道頂底板移近量
依照表3,建立巷道頂底板移近量單位行向量U=(30,75,250,500,1200),把行向量U與列向量B代入公式9,預測該巷道頂底移近量U為496.3mm。接近IV圍巖頂底板平均移近量500mm,處于400-600mm之間,很大程度上證明了該模型的可靠性。
4 結論
利用影響回采巷道圍巖穩定性的7個指標因素,采用模糊聚類理論,建立圍巖穩定性分類模型,實現分類的綜合評判及巷道頂底板移近量預測,為巷道支護設計提供依據;考慮到頂板巖層節理的影響,以巷道寬度、各巖層強度及厚度、8米內巖層數為基本參數,求得頂板綜合強度,采動系數以直接頂厚度與采高比值N量化。采用matlab語言編寫,完成系統四大功能模塊,實現系統的可視化,方便現場工程技術人員使用。
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作者簡介:
【關鍵詞】LabWindows/CVI;TestStand;通用測試
1.引言
本文使用LabWindws/CVI作為測試系統前臺開發工具負責編寫人機交互界面以及對后臺的控制程序;TestStand作為系統后臺負責對測試系統軟硬件資源進行統一的調度與管理,從而實現測試系統與軟件界面的隔離,即編寫測試系統軟件界面時不需要編寫和測試系統相關的代碼,只需和TestStand后臺進行通信,大幅減少了重復代碼,縮短了測試系統的開發周期。同時,用于前臺程序中不涉及設備及儀器的信息,因此更換設備時也不需要對前臺應用程序進行修改,即測試平臺界面是專用的,后臺是通用的。
2.軟件平臺體系結構
近些年,自動測試系統軟件平臺得到快速發展,國內外廠家相繼加大了對其的投入,目前國外代表產品為美國NI公司的Teststand自動測試系統軟件平臺,該平臺被美國洛克希德?馬丁公司采用,應用于美軍F35戰機的綜合保障系統中,結合美國NI公司的自動測試系統軟件產品,對自動測試系統軟件平臺的體系結構和重要組成進行詳細分析,現代主流自動測試系統軟件平臺的體系結構如圖1所示,整個軟件平臺由驅動程序庫、測試程序開發軟件、測試系統管理軟件、二次開發工具軟件等4部分組成[1]。
圖1 測試系統平臺結構
下面對這4個部分進行分別介紹:
2.1 驅動程序庫
驅動程序庫是儀器控制的基礎,其來源是主流儀器制造商的官方網站,如Aglient、NI、RS等公司都提供了驅動程序下載服務。自動測試系統軟件平臺廠商也會根據需要開發第三方公司的儀器驅動程序。主流公司提供的驅動程序普遍符合IVI規范,這為測試系統集成商提供了便利,驅動程序的首選開發工具為NI公司的Labwindows/CVI。
2.2 測試程序開發軟件
測試程序開發軟件是進行測試程序開發的工具,典型產品包括NI公司的LabVIEW、Labw indows/CVI、微軟公司的Visual Studio、.Net,安捷倫公司的Aglient VEE,TYX公司的PAWS等。在傳統自動測試系統中測試程序是一個龐大的集合,儀器控制、數據處理等工作全部由一個單一的程序實現,其形式多為exe可執行文件。而在現代自動測試系統中測試程序的粒度更小、功能更明確,如信號源控制、功率計控制就被分解為兩個測試程序。其形式多為DLL動態鏈接庫、.net程序集。而將小粒度測試程序組合在一起的工作就由測試序列開發與管理軟件來完成。NI軟件平臺將這些小粒度的測試程序稱為模塊。
2.3 測試系統管理軟件
測試系統管理軟件負責測試序列,測試資源,測試數據的統一調度與管理。其典型產品包括NI公司的Teststand、中電41所的TestCenter,中科泛華的TestOnDemand等,通過軟件適配器技術來運行LabVIEW、Labwindows/CVI、VC、C#、PAWS等多種語言開發的測試程序,軟件適配器是一個格式轉換器,用于將平臺側的調用和數據格式轉化為符合目標語言規范的調用和數據格式。
2.4 二次開發工具軟件
二次開發工具軟件用于為用戶定制提供需求。一般而言,測試系統軟件平臺安裝時會安裝預置的測試程序(插件)和典型的操作員界面,但這無法滿足所有實際工程的需求。
二次開發包括如下三個部分的開發:測試程序開發、測試序列開發、用戶界面開發。
傳統的專用測試平臺將這3個部分放在一起由一個或幾個程序開發平臺(如VC++6.0,LabVIEW等)完成。這樣的平臺功能模塊間相互依賴性強,程序編寫復雜,對編程要求較高,不利于分工合作,其魯棒性,可閱讀性高低非常依賴于編程人員的編程水平。
通常情況下從設計最初的界面直到最終用戶滿意的界面需要界面開發人員對程序修改很多次,增加了出現程序異常的幾率,有時候甚至因為基礎框架搭建不合理而需要重新編寫,而如果將二次開發的三個部分放到一起,必然會加重程序開發人員的負擔。
尤其是編寫大型,復雜的測試系統時,大量的軟硬件測試資源、全局變量,復雜的測試序列時序依賴關系及異常處理與故障診斷等,都是對編程人員的軟件開發及后期維護的重大考驗,大幅增加軟件開發的周期和維護的成本,圖2是傳統測試系統軟件平臺框架。
圖2 專用測試系統軟件結構
圖3 加入TestStand后的通用測試平臺架構
為解決上述問題,可將二次開發的三個部分分開成為相對獨立的模塊,通過測試管理軟件TestStand等將測試程序和用戶界面聯系起來。這樣模塊間的依賴性大幅減少,不同部分的全局變量相互獨立、互不影響,用戶界面開發人員只需要不斷完善修改界面相關的代碼來滿足客戶的使用需求即可,而不需要考慮具體功能的實現,程序的通用性,開放性,可擴展性顯著增強,重復代碼量下降,開發周期縮短。圖3是加入TestStand作為測試管理軟件后的平臺框架。
3.測試平臺軟件介紹
3.1 TestStand
TestStand是一種可以自定義的測試管理環境,用于對各種自動化模型和測試系統進行加載、控制、優化和擴展。通過TestStand,對系統進行修改、調試和完善,可以建立起符合需要的各種自動化測試系統。
TestStand可以加載.NET、LabWindows/CVI和LabVIEW、VB、JAVA、C、C++等多種測試編程環境,還可以運行己經編譯成動態鏈接庫(DLL)的測試代碼、ActiveX服務器和EXE可執行文件。這使得測試系統中測試步驟的執行順序、測試步驟的執行和測試報告的生成等工作都可以用TestStand來實現。TestStand的功能完全由客戶定義。為滿足特定需求,您可自行對其進行功能修改和改進,例如定義操作界面,報告生成格式,或根據需要定義執行順序等。建立在高速、多線程執行引擎基礎上,TestStand的性能可滿足最嚴格的測試吞吐量要求。利用TestStand,用戶可讓工程師將精力集中在更重要的任務上,象為產品建立測試策略,再考慮如何利用這個策略開發出應用程序等,而相對簡單的工作,如運行順序,執行和報告生成等,將由TestStand處理完成。
TestStand的優勢:
減低測試系統的整體成本;提高開發效率;增加測試速度。
TestStand特性:
可立即運行,由用戶定義測試執行;交互式開發環境建立測試順序;用戶選擇XML,HTML,ASCII和數據庫輸出;高速并行順序執行;源代碼控制應用程序集成;執行引擎可調用任何語言或格式的程序。
3.2 LabWindows/CVI
NI公司的LabWindows/CVI是一個久經驗證的用于測試和測量的ANSI C開發環境,極大地提高了工程師和科學家們的生產效率。他們使用LabWindows/CVI來開發高性能的、可靠的應用程序,用于制造測試、軍事/航天、通訊、設計驗證和汽車工業等領域。開發人員可以在設計階段利用LabWindows/CVI的硬件配置助手、綜合調試工具以及交互式執行功能,來運行各項功能,使得這些領域的開發流水線化。使用內置的測量庫,你可以迅速的開發出復雜的應用程序,例如多線程編程和ActiveX的服務器/客戶端程序。
由于LabWindows/CVI的便利性,你可以通過在相似環境中重復使用以前的代碼來維護你的代碼投資,并且實現Windows、Linux®或實時平臺上分布測試系統的無縫集成。
4.通用測試平臺軟件設計
通用測試平臺軟件編寫工作主要包括三個方面:測試程序的編寫、測試序列(測試流程)的編寫、用戶界面的編寫。
圖4 測試平臺與測試序列、測試程序的關系
4.1 測試程序
測試程序是該測試平臺的最小的單位,可以是TestStand提供的一些通用操作,也可以是用戶自己編寫的函數模塊。
由TestStand提供的通用操作包括測試流控制、函數操作、數據庫操作、彈出式窗口、其他測試序列的調用,其他應用程序的調用等。
而由用戶自己編寫的模塊包括儀器控制、算法、和用戶界面交互相關函數、軟硬件資源管理、測試報表操作等。TestStand支持LabVIEW編寫的后綴名為.vi的程序,LabWindows/CVI、VC++6.0、.NET、ActiveX/COM等封裝的后綴名為.dll的動態鏈接庫,HTBASIC封裝的.prg程序等。
4.2 測試序列
TestStand將一個完整的測試流程稱為“序列(Sequence)”,其中可以存在很多“步(step)”,每一步可以是下面幾種類型:測試程序調用(Action)、測試序列調用(Sequence Call)、語句(statement)、流程控制(順序、分支、循環等)、數據庫操作等。
4.3 用戶界面
用戶界面是測試操作人員直接面對的界面,是該測試平臺的最上層,測試人員需要和使用方溝通來確定使用什么開發環境,根據用戶需求更改并美化使用界面。
5.總結
本文使用Labwindows/CVI與TestStand進行了通用測試平臺的搭建,限于相關技術和軟硬件設備限制,僅實現了基于NI DAQmx,NI Scope的驅動的設備的編程,經測試,該結構能夠有效的減少重復代碼編寫,提高測試系統軟件的編寫效率。
參考文獻
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2010年歲末,我隨國務院新聞辦公室“青年媒體工作者”代表團訪問日本。在日本期間,當地民眾的文明、友好與彬彬有禮自不必說,印象最深的片段,卻都和“垃圾”有關。
街頭不見了垃圾桶
在東京,最先奇怪于街頭沒有垃圾桶。隨團的中日友好會館浩子小姐解釋說,“9?11”以后。為了應對可能出現的恐怖炸彈,東京大阪等大城市街頭的垃圾桶一夜之間都被撤掉了,代之以高強度的透明塑料垃圾袋,每周會有專門的垃圾車定時前來運走。
沒有封閉的垃圾車和垃圾站,垃圾袋堆放在哪兒呢?在東京郊區租住的中國留學生小劉說,離他住宅樓不遠處的大槐樹下,就有一處指定的堆放地點。每周會有一家小區住戶接到一張值日卡和一把鑰匙,“值日卡是通知輪到你家值班了,鑰匙則用來打開垃圾站附近的公用水龍頭,以沖刷地面。每天清早,居民們將生活垃圾放在塑料袋里,系好袋口,放在大樹下。清潔車過后,若有少量泄漏,負責值班的住戶立即打掃沖洗干凈。因而,住宅小區里,沒有專門的衛生清掃員,也少了一項開銷”。由于必須按規定時間把垃圾袋放出去,小劉怕誤了鐘點,有次在垃圾收集前一天晚上就把垃圾袋偷偷丟出去,竟然不久就有鄰居拎著垃圾袋來敲門,“晚上風有可能吹散你的垃圾、污染小區的,請你按時投放”。
沒了街頭垃圾桶,對短期外國訪客來說可能真不方便。我有次忘記把早餐用過的濕紙巾留在東京的酒店里,結果出了門一路都找不到合適地方丟掉。我就帶著這個小小的垃圾上了新干線,又到了另一個城市――神戶。哭笑不得的是,在神戶街頭,我依然沒找到垃圾桶。浩子小姐說,很多日本人都有習慣隨身攜帶盛放垃圾的小口袋,找不到地方丟垃圾的話就先擱在小口袋里,而最終又很有可能把垃圾帶回家。怕我們這些中國訪客不習慣,大巴車每到一處,浩子小姐都會拿著垃圾袋,不厭其煩地問每個人:“有垃圾嗎?有垃圾嗎?”
難道僅僅因為日本平均國民素質高才“路不遺臟”?非也。原來,日本市民如果違反規定亂扔垃圾,就違反了《廢棄處置法》,會被警察拘捕并課以3萬~5萬日元(約合人民幣1980~3250元)的罰款。這樣做的直接效應是,城市生活垃圾大大減少,日本人年均垃圾產量賄410公斤,為全世界最低。
垃圾分類的“年歷”
在《讀賣新聞》報社參訪時,我看到辦公室一角足有7個用廢紙箱和塑料盒DIY成的垃圾桶,上面分別用紙條標明收納的垃圾種類,可謂“各司其職”。日本同行解釋說,日本人把垃圾分成資源、可燃、不燃、粗大、有害這幾大類,每一類的“終點”都有著明晰的路徑。日本的垃圾分類細致程度令人震撼,比如一個普通的塑料飲料瓶要分3部分投放:瓶蓋、瓶身以及瓶子的塑料標簽膜;而最常見的茶飲料的塑料瓶子,在丟棄之前要經歷5個步驟:1、喝光或倒光;2、簡單水洗;3、去掉瓶蓋,撕掉標簽;4、踩扁;5、根據各地的垃圾收集規定,在資源垃圾回收日拿到指定地點,或者丟到商場、便利店設置的塑料瓶回收箱。
原本以為垃圾分類投放應該只是大都市高素質白領人群才能做到的事情,神戶之行又讓我驚訝了一把。在兵庫縣的一家小酒店,老板告訴我,他們會把家庭垃圾分成6種,等待每周定時前來收取的垃圾車?!懊恐懿乓淮?”我很驚訝?!班?。”“那如果錯過了呢?”正說著,老板太太拎著一個小垃圾袋沮喪地回來?!板e過了收電池有害垃圾的車?!彼忉尩?。“那怎么辦?”“在家里再放一個星期唄?!崩习宸驄D輕松地聳肩。
日本各類垃圾的收集時間規定得非常嚴格。對于忙碌的現代人,要記住復雜繁瑣的垃圾分類回收條款和日期規定,并不容易。兵庫縣小酒店的老板告訴我,每年的12月,所有住戶都會收到一張來年的特殊“年歷”。每月的日期都由紅、黃、綠等不同顏色標注,在“年歷”下方則有說明:哪種顏色代表哪一天可以扔何種垃圾?!澳隁v”上還配有各種垃圾的漫畫,告訴人們不可回收的垃圾都包括哪些,可回收的垃圾都包括哪些,使人一目了然。
日本民族做事非常認真,即使是扔廢舊物品,人們也經過認真處理,再按規定放在固定的地點。例如扔報紙書本時,他們會將報紙書本捆得整整齊齊并碼放好;把廢舊電器的電線纏繞起來并固定在電器上;仍然可以騎的舊自行車貼上一個小紙條,說明是自己不要的;即便是生活中的普通垃圾,如果有水分的要烘干再放到垃圾袋里;帶刺或鋒利的物品,要用紙包好再放進垃圾袋;用過的帶有壓力的噴霧罐等,一定要扎一個孔,防止出現爆炸事件……這樣做的結果是,垃圾的種類不易混淆,回收工人的操作也更加便利、安全。
浩子小姐告訴我,日本做到垃圾幾乎百分之百的回收,依賴的并不是先進、發達的科技,而是全民對環境的敬畏、真摯的感情和高度的自覺性。
因地制宜擬定環保標準
在東京的新地標――大型時尚商圈“臺場”附近的一家垃圾焚燒廠,工作人員告訴我,收來的垃圾首先被送進垃圾轉運站,在這里通過機械與人工分選的方式,選出部分可回收垃圾,以減少垃圾存量。下一步,在大型綜合處理廠,分選后的垃圾中,不可燃垃圾經過壓縮無毒化處理后,可作為填海造田的原料。這個東京的綜合休閑娛樂區新地標“臺場”,就有一部分是用垃圾在東京灣里填出來的。而可燃垃圾要么直接焚燒發電,要么經過破碎、分選、干燥、成形等程序之后,制成直徑2.5厘米、長約3至7厘米的垃圾燃料棒(RDF,熱值相當于標準煤),售給特別設計的發電廠焚燒發電,而最終的殘渣亦被送去填埋。
既然還是要燒,為什么還要把垃圾變成燃料棒?焚燒廠的負責人介紹,與普通的垃圾焚燒廠不同,RDF生產實際上是個物理過程,對溫度要求較低、操作相對簡單,所以管理比較容易,可靠性相對要高,對周邊環境的影響小,因而受到不少地區的歡迎。
技術人員告訴我們,日本并沒有通行的環境標準,各地因地制宜擬定環保標準。垃圾焚燒廠不僅直接控制百姓最關注的二惡英的排放,而且關注與二惡英生成緊密相關的氮氧化物的指標。中國氮氧化物的排放限值一般是400毫克/標立方,而在日本的控制值都在100毫克以下。大阪為了申辦奧運,對其垃圾焚燒廠提出了30毫克/標立方的設計要求,業主方額外要求采用“濕法”煙氣凈化系統加“觸媒脫硝”,投資額甚至為此翻了一番。
家電回收與循環經濟
日本是家電生產大國,日本朋友告訴我,2001年起,日本開始實施《家用電器再利用法》,要求消費者必須承擔舊家電收集、搬運以及“再商品化(循環再利用)”的費用。法律還規定,消費者如隨意棄置舊家電,會被處以高額罰款。比如扔一臺舊電視或舊冰箱,將面臨近3000日元的罰款,而支付一臺舊電視或舊冰箱的回收再商品化費用則只需2000多日元。
事實上,日本企業承擔的家電回收再利用的社會責任,要遠遠大于普通消費者。根據日本《家電回收再利用法》和關于電腦的《資源有效利用促進法》規定,原則上由市政部門或家電制造廠商自主回收。大致有幾種方法:1、購買新家電時,在電器商店申請舊電器的回收處理,店家在送來新購電器時,回收已申請報廢的家電產品;2、向原來購買家電的電器店(需提交購買憑證)提出申請;3、事先在郵局購買“家電回收券”,然后自己將報廢電器搬運到指定的回收場所,報廢空調須交3675日元“回收再商品化費”、電視2835日元、冰箱4830日元、洗衣機2520日元;4、處理大型垃圾還需要打電話預約,并支付一定處理費。
關鍵詞:城區環境;衛生管理;存在問題;對策;研究
中圖分類號:X32 文獻標識碼: A
城市環境的建設與人們的衣食住行息息相關,因此,要利用法律手段、行政手段、技術手段、經濟手段等加強城區環境衛生的管理,強化管理手段,從而提高人們的生活水平。在對城區環境衛生的管理過程中,要注重對公共環境的建設,創建一個整潔的城市環境。
一、城區環境衛生管理存在的問題
隨著城市建設的不斷發展,環境衛生的管理雖然取得了一定的成就,但是,目前仍存在著許多的問題,如執法人員素質較差、缺乏完善的管理制度、城區環境衛生管理設施差等,破壞了環境衛生的建設。
1 市民環境衛生意識差
環境衛生管理中最重要的問題就是市民環境衛生意識差,缺乏公德意識。隨著城市化的不斷發展,農民工進城的現象越來越頻繁,城市的建設離不開農民工,但是大量的農民工也損害了城區環境衛生的建設。同時,由于一些城區的居民的環境意識差,隨處吐痰、亂扔垃圾、在公共環境抽煙的現象隨處可見,給環境衛生的管理加大了難度。由于居民思想覺悟不高,每個居民的自家門口缺少垃圾桶,甚至部分家庭會將垃圾桶燒掉或移走,沒有了垃圾桶,就近亂扔倒垃圾的現象時而發生,占道經營、探頭經商、亂設攤點、亂扔垃圾、亂貼亂畫等現象也時常發生,增加了環境衛生管理的負擔。
2 環衛管理責任不明確
隨著城市區域的不合理的劃分,導致了街道窄小,不利于管理。環衛管理人員的責任不明確,導致一些公共區域的環境建設遭到了摒棄。環衛管理領導在進行管理的過程中只管分配任務,不作現場指導、檢查、管理、培訓、工作,在出現問題的時候互相推脫責任,導致公共環境存在著垃圾遍地的現象,不利于城區環境衛生的管理,同時,也給城區居民的生活帶來了困難。
3 環衛管理存在缺陷
由于城區的不斷建設,導致城區的規模不斷擴大,而環衛管理人員卻日益減少,使城區規模的發展與環衛管理不成正比,加大了環境管理的難度。據了解,環衛工人工資待遇太低,一個月只有1200元,而且環衛工人的工作時間長,沒有節假日休息,工作條件惡劣,長期接觸大量汽車尾氣、空氣灰塵、各種垃圾等等,對環衛工人的健康造成很大影響,同時還受到交通事故的嚴重威脅,極大影響了環衛工人的工作熱情,因此,降低了招聘的效率。因為城區規模的不斷擴大,導致城區的生活垃圾與工業垃圾越來越多,給環衛工人的工作帶來了負擔,由于這種不成正比的現象,導致在城區的環境中存在著臟亂差的現象。
4 環衛基礎設施不足
在環境衛生的管理中,由于環衛基礎設施的不足,導致城區環境衛生的管理出現了問題。據了解,在環境的管理中主要依靠人工方式進行清潔,這種落后的人工清潔方式,不利于城市建設發展。同時,由于部分區域的下水管道年代久遠,導致漏水的現象時有發生,給市民的生活帶來了不便。同時,在公共環境的管理中缺少對公共衛生設施的建設,如在公園或廣場等公共場合,由于缺少垃圾桶和公共廁所,給環境衛生的建設增加了難度。
二、做好環境衛生管理的相關對策
為提高城區環境衛生的建設,要加強對環境衛生的管理,對環境衛生管理存在的問題采取積極的措施進行改正,從而促進城區環境的發展。
1 提升市民環衛意識
為了進一步解決城區環境衛生管理存在的問題,首先要提高居民的環境保護意識,讓居民認識到環境是大家的,需要大家一同來維護,養成不隨地吐痰、不亂扔垃圾的好習慣。因此,要加強環境保護的宣傳手段,采取廣播、電視、報紙等傳播媒介進行宣傳,提高市民的環境衛生意識。同時,要在各個幼兒園進行環境宣傳工作,從孩子抓起,提高學生的環境衛生保護意識,從而營造一個良好的生活環境。
2 明確職能責任
環境衛生的管理要求管理人員明確職能責任,對公共區域的劃分做好職責分配,從而提高公共區域的環境衛生的建設。當環境衛生出現問題時,對負責該區域的管理部門要加以懲罰,加強管理手段。只有采取這樣的管理方式,才能一次性地根治臟亂差的現象,防止環境問題的復發。同時,要加強監督機制,設立監督部門對環境衛生的管理部門進行監督。
3 實施精細化管理
在城區環境衛生的管理中實施精細化管理,對城市道路、公廁衛生等公共環境實施專業化的管理。對公共廁所的環境管理要加強監督,對存在的問題要及時地解決,從而方便市民的生活。要強化環衛基礎設施的建設,給每一個環衛工人配備垃圾車、清掃工具,提高環衛工人的工作效率。同時,在對城區環境的管理中,要增設垃圾點,以防止亂扔垃圾現象的出現。
4 完善相關設施
為提高城區的環境質量,要完善相關設施,加強對公共環境衛生設施的建設。如對陳舊的下水管道進行維修,檢查每一個井蓋的完好程度,以保證市民的正常出行。同時,對商業性的建設要進行管理,強化監督手段,對商業性的建筑要求增加環衛基礎設施,對于沒有配備環衛基礎設施的商業性建筑不予驗收。另外,要強化對公共環境以及公共道路的基礎設施建設,在公路的兩側分別擺放垃圾箱,并對垃圾進行分類處理。由于市民缺乏分類垃圾的區別意識,因此,要加強市民對回收垃圾與不可回收垃圾的認識,從而加強環境衛生的建設。
結語
城區環境衛生的管理與每一個市民都息息相關,因此,要提高市民的環境保護意識,從而加強對環境衛生建設的管理,以便于建設一個高質量的城市環境。
參考文獻
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