论文总字数：32310字

摘 要

电机是现代电气设备中广泛应用的部件，其性能、可靠性直接关系到整机装备的寿命和安全性，对电机在出厂和安装调试时进行电气安全测试是许多领域必须强制进行的检测项目，本学位论文工作围绕电机的电气安规综合测试系统的上位机测控软件进行研究与开发，实现电机的安规性能综合测量与评估，提供检测效率，并提供数据分析等质检功能。

本论文在简要地介绍了电气安全试验的目的、电气安全试验的分类以及电气安全测试的现状之后，主要阐述了本人设计的电气安规综合测试上位机软件的设计。学位论文工作内容主要包括系统架构和软件实现，本测试软件是基于MFC的自动测试系统，该测试系统以PC机（上位机）为控制中枢，安规测试仪（下位机）为执行单位，主要由串口通讯模块、NTGraph绘图模块以及数据库模块组成。通过串口通讯实现上位机和下位机的互联，可以依据测试件以及标准件的波形数据自动判断性能是否合格；测试系统利用数据库设计完成数据统计及分析的功能，数据库访问更直观、方便的体现了电机当前的测试状态；最后通过MATLAB软件分析不同条件下的四组实测数据，以图形模式直观地显示电机状态并判断电机的安全性能是否满足要求。

经实测，本学位论文完成的软件系统能可靠运行，功能和性能达到预定目标。

关键词：自动测试系统、串口通讯、数据库、上位机、下位机、SQL Server、MFC、MATLAB、NTGraph

Software design of electrical safety control system

Abstract

Motor is widely used in modern electrical equipment parts,its performance, reliability is directly related to the life and safety of the whole equipment,electrical safety testing of the motor in the factory and in the installation and commissioning is a must in many areas of the test project, the research and development of the monitoring and control software of the upper computer of the electric safety regulation system of the motor is studied and developed in this dissertation,to achieve the comprehensive measurement and evaluation of the motor safety performance, to provide detection efficiency, and to provide data analysis and other quality control functions.

This paper briefly introduces the status of electrical safety test, classification of electrical safety test and purposes of electrical safety tests,mainly on the comprehensive electrical safety testing software design.Contents of thesis work including system architecture and software realization, this testing software is automatic test system based on MFC, the test system based on PC to a control center, safety tester (lower computer) for the implementation unit, mainly by the serial communication module, NTGraph drawing module and database module. To interconnect the upper machine and the lower position machine through the serial port communication,according to the waveform data of test parts and standard parts automatically determine whether the performance is acceptable. Test system using the database design to complete the function of data statistics and analysis, the database access is more intuitive, convenient to reflect the current state of the motor test.Finally through the MATLAB analysis of four sets of measurement parameters under different conditions, analyzing the safety performance of motor whether meets the requirements and displaying the motor status by graphic mode and other data visualization.

After testing, the software system of this dissertation can be operated reliably, and the function and performance of the system can reach the goal.

KEYWORDS: Automation Control System, Serial Communication, Database, SQL Server, master computer, slave computer, MFC, MATLAB, NTGraph.

目录

电气安规综合测控软件设计 I

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1 课题研究背景及意义 5

1.2 电气安全试验的分类 6

1.2.1 绝缘电阻测试 6

1.2.2 工频耐压测试 7

1.2.3 匝间耐压测试 7

1.3 电气安全测试的现状及发展 10

1.4 本章小结 10

第2章 总体架构设计 12

2.1 系统设计构想 12

2.1.1 系统功能 12

2.1.2 功能描述 12

2.2 系统结构分析 12

2.2.1 系统结构图 12

2.2.2 控件设置 13

2.2.3 数据库访问 13

2.3 系统性能要求 14

2.3.1 数据传输精度 14

2.3.2 测试时间特性 14

2.3.3 系统适应性 14

2.4 本章小结 14

第3章 用户界面设计 15

3.1 控制界面设计 15

3.1.1 主界面 15

3.1.2 显示界面 16

3.1.3 设置界面 16

3.1.4 文件界面 18

3.2 本章小结 20

第4章 通信软件设计 21

4.1 串口通信 21

4.2 软件实现 21

4.2.1 串口打开 21

4.2.2 串口参数设置 22

4.2.3 串口数据的接收 23

4.2.4 串口数据的发送 24

4.3 系统接口设计 25

4.4 本章小结 26

第5章 数据分析设计 27

5.1 波形绘制 27

5.2 数据库设计及访问 28

5.2.1 数据库设计 28

5.2.2 数据库访问 30

5.3 性能判断及结果显示 33

5.4 本章小结 36

第6章 系统调试 37

6.1 数据统计方法 37

6.1.1 描述统计 37

6.1.2 方差分析 37

6.2 数据分析原理及工具 37

6.2.1 不确定度 37

6.2.2 方差 38

6.2.3 MATLAB工具 39

6.3 测量数据比较 39

6.4 本章小结 50

第7章 结束语 51

7.1 论文工作总结 51

7.2 回顾及展望 51

附录A：CS9918（测试平台）通讯指令表 52

附录B：测量结果及状态分析表 57

参考文献 59

致谢 61

绪论

课题研究背景及意义

随着社会生产技术地不断提高，各种电力设备地投入运营，各种电器产品的应用都为我们的生活带来诸多便利。而电器产品的主要核心就是电机，电机的安全性能和节能性能也成为生产者和使用者最为关心的问题。这不仅仅关系到产品和设备是否可以正常运行甚至关系到人身安全，对电机在出厂和安装调试时进行电气安全测试是许多领域必须强制进行的检测项目。

电机的安全测试包括：匝间绝缘、交流耐压、直流耐压、绝缘电阻等项目。这些项目都决定了电机在之后的使用中能否安全稳定运行。例如交流耐压测试可以确保电力设备有足够的绝缘强度和安全裕度，直流耐压测试则是检测电力设备在高压状态时所能承受的最大电压值，确定设备的适用条件和电压量程，而匝间绝缘是指线圈之间的绝缘能力，与漆包线的材料、质量以及后期工艺有关。

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