LabVIEW中如何实现双向直流电源历史数据的自动归档？

在 LabVIEW 中实现双向直流电源（如 Keysight E36313A）历史数据的自动归档，需结合 SCPI 命令控制、数据采集 和 文件存储 功能。以下是完整方案，包含代码逻辑和关键步骤：

1. 系统架构

• 数据采集：通过 SCPI 命令定时查询电源状态（电压、电流、时间戳）。
• 数据存储：将数据保存为 CSV/TXT 文件 或 TDMS 格式（支持高效存储和元数据）。
• 自动化控制：使用 LabVIEW 的 定时循环 和 错误处理机制 确保稳定运行。

2. 实现步骤

(1) 初始化设备连接

• 使用 VISA Open 建立连接（支持 USB/GPIB/LAN）：

  plaintextVISA Resource Name: "TCPIP0::192.168.1.100::INSTR"（根据实际地址修改）
  

• 关键代码：

  labviewVISA Open → 配置资源名称 → 错误处理（检查连接状态）
  

(2) 配置数据采集参数

• 设置采集间隔（如 1 秒）、数据项（电压、电流）和存储路径。
• 前面板控件：
  • 采集间隔（秒）：数值输入控件。
  • 存储路径：路径选择控件（默认 C:PowerSupply_Logs）。

(3) 主循环：定时采集与存储

• 逻辑流程：
  1. 发送 SCPI 命令查询数据（如 MEAS:VOLT?、MEAS:CURR?）。
  2. 获取时间戳（Get Date/Time In Seconds）。
  3. 将数据追加写入文件（避免覆盖历史数据）。
  4. 等待指定间隔后重复。
• 关键代码：

  labviewWhile 循环（条件：停止按钮未按下）  → VISA Write: "MEAS:VOLT?" → VISA Read → 解析电压值
    → VISA Write: "MEAS:CURR?" → VISA Read → 解析电流值
    → Get Date/Time In Seconds → 格式化时间戳
    → 写入文件（使用 "Open/Create/Replace File" + "Write To Text File"）
    → Wait（ms）: 采集间隔 × 1000
  End While
  

(4) 数据格式

• CSV 文件示例：

  csvTimestamp,Voltage(V),Current(A)2026-01-26 10:00:00,12.500,1.0002026-01-26 10:00:01,12.501,1.001
  

• LabVIEW 实现：
  • 使用 Format Into String 生成单行数据：

    plaintext"%s,%.3f,%.3fn" → 输入：时间戳、电压、电流
    

  • 文件模式选择 "Append" 避免覆盖旧数据。

(5) 高级功能（可选）

• TDMS 格式存储（适合大数据量）：
  • 使用 TDMS Open + TDMS Write 函数，支持二进制压缩和元数据。
• 自动创建日期目录：

  labviewGet Date/Time String → 提取年月日 → 拼接路径（如 "C:Logs2026-01-26"）
  

• 异常处理：
  • 设备断开时重连（VISA Close + VISA Open）。
  • 文件写入失败时记录错误日志。

3. 完整代码示例

前面板设计

• 控件：
  • VISA Resource Name（字符串）
  • 采集间隔（秒）（数值）
  • 存储路径（路径）
  • 启动/停止按钮（布尔）
  • 状态指示灯（显示运行/错误状态）
• 图表：
  • 实时显示电压/电流趋势（Waveform Chart）。

程序框图逻辑

1. 初始化阶段：

   • 打开 VISA 会话 → 检查设备响应（如 *IDN?）。
   • 创建存储目录（Check If File/Folder Exists + Create Directory）。

2. 主循环：

   labviewWhile 循环：  → 查询电压/电流（VISA Write/Read）
     → 获取时间戳（Format Date/Time String）
     → 格式化数据行（Format Into String）
     → 写入文件（Append 模式）
     → 更新图表（Build Array → Waveform Chart）
     → 等待（采集间隔）
   End While
   

3. 错误处理：

   • 使用 Error Case Structure 捕获超时或文件错误。
   • 错误时尝试重连设备或切换备用存储路径。

4. 关键优化点

• 性能优化：
  • 使用 Producer-Consumer 模式（并行采集+存储）避免阻塞。
  • 对于高速采集（>10Hz），改用二进制格式（如 TDMS）。
• 数据管理：
  • 按日期自动分割文件（避免单个文件过大）。
  • 添加文件头（Header）记录设备型号和采集参数。

5. 扩展功能

• 远程访问：
  • 通过网络共享存储路径，或使用数据库（如 SQLite）替代文件存储。
• 数据分析：
  • 集成 MathScript 或 MATLAB Script 节点进行离线分析。
• 报警功能：
  • 检测异常值（如过压）时触发邮件通知（System Exec 调用 Python 脚本）。

6. 注意事项

1. 设备兼容性：
   • 确认电源支持的 SCPI 命令（如 MEAS:VOLT? 而非 DLOG:DATA?）。
2. 文件权限：
   • 确保 LabVIEW 有权限写入目标目录（避免系统保护目录）。
3. 资源释放：
   • 程序退出前调用 VISA Close 和 File Close。

通过上述方案，可实现双向直流电源历史数据的 自动化、可靠化归档，适用于长期稳定性测试或生产监控。如需完整 VI 文件，可参考 NI 示例库中的 Data Logging and Supervisory Control 模板。