（1）试验过程中人员安全性高。试验中操作人员处于控制室中，与试样直线距离超过20米。
（2）保证系统硬件安全。A06B-6035-H321  FANUC控制与数据采集系统的所有硬件安装在现场主控制柜中。与分布式控制与数据采集方式相比，虽然增加了主控制柜内接线工作量，但减少了软件接口，同时降低了因执行机构失控造成系统硬件损坏的概率。
（3）数据稳定性提高。试验中多数传感器安装在试样上，如果数据采集系统距离试样太远，传感器连接导线过长，干扰和噪音会影响信号质量。A06B-6035-H321  FANUC特别是试验机液压油源中配有大功率电机和变频器，多个传感器反馈信号为毫伏级电压，更会加剧长导线的影响。因此，主控制柜必须放置在试验地坑中而不是控制室内。而主控制柜中的PXIe机箱通过MIX通讯卡和光纤与控制室内的工业控制计算机连接，数据传输速度快且稳定性高。
除去上述优点，这种架构方式唯一需要注意的是MIX通讯卡与工业控制计算机的兼容性。
板卡选择中，仅选用以下4种6块板卡即可满足系统控制和数据采集通道需求：
PXIe-6363 X系列多功能卡1块。这块板卡功能强大，带有32路正负10 伏模拟输入，4路正负10伏模拟输出，48路5伏数字I/O和4路32位计数器。系统中使用正负10伏模拟输入功能接入所有执行子系统监控传感器信号，使用正负10伏模拟输出控制液压油源、高压水加压泵站和高压气加压泵站中的气控调压阀等执行元件。5伏数字I/O和32位计数器功能未使用。
PXI-6515数字I/O卡1块。这是一块32通道24伏工业数字I/O卡，它的数字输出功能用来控制所有中间继电器通断，根据试验步骤开启或关闭电机、泵及所有阀件；数字输入功能收集油滤、紧急停止按钮的状态信号。
PXIe-4330应变与桥路传感器数据采集卡3块。该数据采集卡集传感器供电与信号调理、采集于一体，能为传感器提供0.625伏到10伏的供电。A06B-6035-H321  FANUC这一供电范围涵盖了应变采集常用的2伏和3.3伏以及高精度压力传感器常用的10伏，使系统无须再为传感器另配线性电源。3块采集卡中的1块8个通道用来采集液压缸两腔压力和试样内压及外压，同时为外接位移传感器和力传感器预留通道。剩余2块采集卡实现16通道1/4桥应变高速同步采集（采样频率最高达25kHz）。
    PXIe-4353热电偶数据采集卡1块。这块采集卡含有32个采集通道，其中8个通道内置冷端补偿。采集卡支持J、K、T、E、N、B、R和S共8个类型的热电偶，涵盖了石油管试验中常用的J、K两种类型热电偶。试验中试样温度变化较慢，因此最高90Hz的采样频率也足以满足使用需求。
 
四、软件实现与现场成果
A06B-6035-H321  FANUC软件编写中，充分利用了LabVIEW 2011 软件开发平台的并行处理特长，令以下三个循环同时运行：
（1）液压油源、高压水加压泵站、高压气加压泵站控制与多物理量数据采集循环；
（2）前面板操作响应循环；
（3）界面显示与刷新循环；
软件源代码如图3所示。
 

 
图3 LabVIEW软件源代码
 
A06B-6035-H321  FANUC其中，液压油源、高压水加压泵站、高压气加压泵站的控制程序同样并行运行，保证执行机构能够同时给试样施加轴向载荷、侧向弯曲以及内压和外压。
软件主界面如图4所示。进入软件主界面后，系统自动检测板卡状态。这部分功能利用板卡驱动编写。如果板卡状态异常则锁定界面，使后续操作无法完成，保证试验安全。
 

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Messadapter PBMA IP20 010570 Neu

Siemens Simoreg Board C98043-A1045-L1-04-08

FANUC S-RAM Memory Modul 512KB A20B-3900-0052 NEW

HELMHOLZ Busconnector 700-972-0BA11 Siemens S7 NEU

Siemens Simatic S5 IP241 6ES5241-1AA11 6ES5-241-1AA11 Vers. A14

Siemens Sinamics Smart Line Module 6SL3130-6TE23-6AA3 DC600V / 36kW

Visolux Elektronik RL23 RL 23 RL23-800/49 RL 23-800/49 OVP

Siemens Simoreg Board C98043-A1045-L1-D2

Pilz Zweihandbediengerät P2HZ/5 47438
Siemens Hilfsschalterblock 3TX4420-2A NEU

Siemens Sinumerik 840D/DE NCU 572.5 6FC5357-0BB25-0AA0 650MHz, 64MB NEW

Siemens Sinamics Double Motor Module 6SL3120-2TE21-0AA3 9A/9A V.
INDRAMAT AC-Servo Controller TDM-3.2-030-300-W1 TDM3.2-030-300-W1

Siemens Simodrive 611 Regelkarte 611 6SN1118-0DM21-0AA0 V.B Top Zustand

Schaffner Netzfilter FN 3909-9-29 FN3909-9-29 250VAC 36
IFM Electronic Induktiver Näherungsschalter IM5068 IMC4020BCPKG/US

Siemens Simatic S5 6ES5465-4UA12 6ES5-465-4UA12 V.03

Siemens SIGUARD 3TK28 3TK2830-2CB30 DC 24V

Allen-Bradley SPS Input Module 1756-IB32/B 1756IB32

FANUC Cable Linear Scale Kabel LX660-4077-T230/L10R003

Siemens Simatic S7 SITOP Power 5 6EP1333-2BA00 6EP1 333-2BA00

Siemens Simatic S7 Profibus Stecker 6ES7972-0BB50-0XA0 6ES7-972-0BB50-0XA0
Siemens Simatic S5 6ES5525-3UA13 6ES5 525-3UA13 V.8

JUMO Temp Controller 703032/40-001-001-06-101

Siemens Simodrive Verbindungskabel 6SN1161-1CA00-0CA0 0065.02

Siemens Simatic OP37 Panel 6AV3637-1ML00-0BX0 6AV3-637-1ML00-0BX0 V.A10

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Option Z=F01+G91+G42+C23 1,5kW

Siemens Simatic S5 Baugruppentraeger CR2 6ES5700-2LA12 Vers.01

Fanuc Analog Input Module A03B-0815-C001

Siemens Sinumerik Power Supply 6EV3055-0CC 6EV-3055-0CC V.A
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Siemens Simodrive 610 Leistungsteil 6RB2000-0GB01

Siemens Hilfsschalterblock 3RH1911-2FA22 Neu OVP
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Siemens Sinamics SME20 6SL3055-0AA00-5EA3 Incremental Encoder Neuwert

Beckhoff SPS KL9110 Voltage Supply Terminal 24VDC

Fanuc Kabel IC 693CBL305A IC693CBL305A

Siemens Nixdorf AUE Baugruppe 01870 32 0187032 V.01

Lauer Bedienkonsole Panel LCA200 LCA 200

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Siemens Sinumerik NCU-Box 13A 6FC5247-0AA00-0AA3 Ver. A

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INDRAMAT AC-Servo Controller TDM-1.2-50-300-W1 TDM 1.2-50-300-W1

Siemens Sinumerik Service Board 6FC5114-0AA02-0AA0 6FC51140AA020AA0 V.E

Num 760 Digital I/O Card Sorties 939726/L 939726 / L 0AA2