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    时间:2013-12-14 点击: 二手挖掘机全自动检测系统诞生

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    摘 要:本文介绍了工程机械全自动检测系统,此系统借助于计算机并通过多路传感器对工程机械的发动机、速度、制动力等项目进行检测,实现工程机械的全自动检测。
      关键词:工程机械 检测系统 传感器
      工程机械全自动检测系统是由检测系统、故障诊断系统、管理系统组成,具有小型化、集成化和智能化的特点。它采用集中控制模式,通过多通道传感器和信号预处理对工程机械的液压系统、发动机、电气、制动力、尾气烟度、速度等进行检测。其中检测系统是其重要组成部分,由主控系统、注册系统及外围设备构成。检测系统的框图如图1所示,基本要求是:
      (1)计算机硬件配置应满足软件系统的要求。
      (2)系统应具有良好的抗干扰性能。
      (3)具有良好的价格比。
      由图1可知传感器是实现自动检测和控制的首要环节,起着准确检测工况及故障信息的作用。所以传感器信号的处理对整个检测系统的可靠性起非常重要的作用。
      1 传感器信号处理电路的设计
      传感器主要是接受被测对象的各种非电量信号,并将其转化为电信号(图2)。但此信号一般比较小,须经过放大处理,提高信噪比,抑制零漂,增强抗干扰能力,以满足数据采集板的要求。
      1.1 制动压力传感器的信号处理方法
      用于检测工程机械制动力的传感器是全桥压力传感器,一端是全桥压力传感器的桥式电路,采用Rs1、Rs2和电位器Rw调零,其中桥式电路的四个电阻R1=R2=R3=R4。另一端是大范围增益调整电路,采用AD522高精度型放大器,AD522内部结构采用运放和电阻的组合外,关键是设计了数据保护端(DGND),它使放大器适应恶劣环境下的检测工作。
      1.2 转度传感器的信号处理方法
      光电转速传感器输出幅值+12V,并与转速成正比的脉冲序列信号,因此只需要经过一级电压跟随器进行信号处理。
      2 数据采集的硬件系统
      系统的硬件系统主要包括模拟量信号接口板、开关量信号接口板和数据采集板等组成,如图3所示。它说要完成对各路信号的数据采集,并传送给主控机。
      C80采集板是数据采集的核心,它控制数据的采集和存储,是一种高性能的32位微处理芯片,其内部集成了中央处理器CPU、时钟发生器、DMA控制单元、中断控制单元、定时控制单元、总线接口单元、总线控制逻辑单元、等待控制单元以及大容量的SRAM、EPROM等。其指令与8086/8088汇编语言指令兼容,并能运行与MS-DOS兼容的软件。
      C80芯片配置的可编程中断控制器8259A,用于接收来自STD总线的信号,负责对外围设备的中断。主板8259A共有8个中断,其中INT P8中断源被系统指定为连接于8253定时/计数器作为系统时钟中断。其它中断源连接打印中断、外界中断或系统保留等。此外,8253芯片的三个独立的16位定时/计数器,其中0定时/计数器的输出在C80内部连接一中断输出,在C80内部连接一中断输出和INTP0作为时钟或周期性中断源。1定时/计数器在C80内部作为串行通讯单元的波特率发生口用:2定时/计数器的输出连接STD总线的CNTRL信号端,提供给STD总线上其他设备用。
      2.1 模拟信号的采集
      采集模拟信号是通过AD574 A/D接口板实现的。通道部分具有单端32路输入,并将选中的信号送入放大器后,由4片LF13508组成模拟多路开头直接送到主控机中。
      2.2 开关量输入信号的调理
      开关量输入信号接口模板主要接收外部装置或过程的开关状态信号是以逻辑“1”或“0”出现的,其信号的形式是电压、开关的触点。为了将外部信号输入到计算机,必须将现场输入的开头信号经过整形电路、滤波电路、隔离电路转换成计算机能接收的逻辑信号。
      2.3 数字信号的采集
      在数字信号接口板上有五片8253定时/计数器,以提供15路通道。每个通道可以单独使用8253,它对外部时钟进行定时和记数。
      3 检测系统的软件
      本系统采用面向对象的Borland C++语言设计开发。注册系统负责登录被检工程机械相关信息并发送到主控系统,主控系统接受注册系统的注册内容,并进行实时检测。
      3.1 注册系统
      注册系统对待检工程机械进行登录,它可以存储19辆工程机械的信息,并设有热键,通过热键对待检工程机械进行队列调整、注册修改、删除等操作。
      3.2 主控系统
      主控系统负责项目检测的数据测试、控制电机及电磁阀、结果显示、存储打印等工作,它包括实时测试、系统配置、查询统计、标定测试、数据维护、系统帮助、退出系统。
      在检测开始时,主控系统接收注册系统的注册内容后,系统就自动地控制完成所有注册的被检测项目,在测试过程中可以进行图文转换;如有设备出现故障,也可以利用热键进行人工干预控制。系统配置中包括通道的修改、开关量通道的修改、端口定义、延时设定等;在查询统计中可以对所检测的工程机械进行日统计、周统计、月统计和从某起始时间到终止时间的统计。在系统进行测试前,用标定设备对传感器输出信号进行标定,以保证测试的准确性。标定测试包括参数标定、标定显示、模拟量测试、控制测试、输入测试等方面的内容。数据维护包括对已检工程机械的删除、恢复、数据叠加等方面的内容。
      4 结束语
      通过近几年研究和开发,其检测系统的硬件及软件不断完善,在实际的应用过程中,检测效率高、界面友好、功能齐全、操作方便、性能稳定、数据可靠、用户反映良好。
      摘 要:本文介绍了工程机械全自动检测系统,此系统借助于计算机并通过多路传感器对工程机械的发动机、速度、制动力等项目进行检测,实现工程机械的全自动检测。
      关键词:工程机械 检测系统 传感器
      工程机械全自动检测系统是由检测系统、故障诊断系统、管理系统组成,具有小型化、集成化和智能化的特点。它采用集中控制模式,通过多通道传感器和信号预处理对工程机械的液压系统、发动机、电气、制动力、尾气烟度、速度等进行检测。其中检测系统是其重要组成部分,由主控系统、注册系统及外围设备构成。检测系统的框图如图1所示,基本要求是:
      (1)计算机硬件配置应满足软件系统的要求。
      (2)系统应具有良好的抗干扰性能。
      (3)具有良好的价格比。
      由图1可知传感器是实现自动检测和控制的首要环节,起着准确检测工况及故障信息的作用。所以传感器信号的处理对整个检测系统的可靠性起非常重要的作用。
      1 传感器信号处理电路的设计
      传感器主要是接受被测对象的各种非电量信号,并将其转化为电信号(图2)。但此信号一般比较小,须经过放大处理,提高信噪比,抑制零漂,增强抗干扰能力,以满足数据采集板的要求。
      1.1 制动压力传感器的信号处理方法
      用于检测工程机械制动力的传感器是全桥压力传感器,一端是全桥压力传感器的桥式电路,采用Rs1、Rs2和电位器Rw调零,其中桥式电路的四个电阻R1 =R2=R3=R4。另一端是大范围增益调整电路,采用AD522高精度型放大器,AD522内部结构采用运放和电阻的组合外,关键是设计了数据保护端(DGND),它使放大器适应恶劣环境下的检测工作。
      1.2 转度传感器的信号处理方法
      光电转速传感器输出幅值+12V,并与转速成正比的脉冲序列信号,因此只需要经过一级电压跟随器进行信号处理。
      2 数据采集的硬件系统
      系统的硬件系统主要包括模拟量信号接口板、开关量信号接口板和数据采集板等组成,如图3所示。它说要完成对各路信号的数据采集,并传送给主控机。
      C80采集板是数据采集的核心,它控制数据的采集和存储,是一种高性能的32位微处理芯片,其内部集成了中央处理器CPU、时钟发生器、DMA控制单元、中断控制单元、定时控制单元、总线接口单元、总线控制逻辑单元、等待控制单元以及大容量的SRAM、EPROM等。其指令与8086/8088汇编语言指令兼容,并能运行与MS-DOS兼容的软件。
      C80芯片配置的可编程中断控制器8259A,用于接收来自STD总线的信号,负责对外围设备的中断。主板8259A共有8个中断,其中INT P8中断源被系统指定为连接于8253定时/计数器作为系统时钟中断。其它中断源连接打印中断、外界中断或系统保留等。此外,8253芯片的三个独立的 16位定时/计数器,其中0定时/计数器的输出在C80内部连接一中断输出,在C80内部连接一中断输出和INTP0作为时钟或周期性中断源。1定时/计数器在C80内部作为串行通讯单元的波特率发生口用:2定时/计数器的输出连接STD总线的CNTRL信号端,提供给STD总线上其他设备用。
      2.1 模拟信号的采集
      采集模拟信号是通过AD574 A/D接口板实现的。通道部分具有单端32路输入,并将选中的信号送入放大器后,由4片LF13508组成模拟多路开头直接送到主控机中。
      2.2 开关量输入信号的调理
      开关量输入信号接口模板主要接收外部装置或过程的开关状态信号是以逻辑“1”或“0”出现的,其信号的形式是电压、开关的触点。为了将外部信号输入到计算机,必须将现场输入的开头信号经过整形电路、滤波电路、隔离电路转换成计算机能接收的逻辑信号。
      2.3 数字信号的采集
      在数字信号接口板上有五片8253定时/计数器,以提供15路通道。每个通道可以单独使用8253,它对外部时钟进行定时和记数。
      3 检测系统的软件
      本系统采用面向对象的Borland C++语言设计开发。注册系统负责登录被检工程机械相关信息并发送到主控系统,主控系统接受注册系统的注册内容,并进行实时检测。
      3.1 注册系统
      注册系统对待检工程机械进行登录,它可以存储19辆工程机械的信息,并设有热键,通过热键对待检工程机械进行队列调整、注册修改、删除等操作。
      3.2 主控系统
      主控系统负责项目检测的数据测试、控制电机及电磁阀、结果显示、存储打印等工作,它包括实时测试、系统配置、查询统计、标定测试、数据维护、系统帮助、退出系统。
      在检测开始时,主控系统接收注册系统的注册内容后,系统就自动地控制完成所有注册的被检测项目,在测试过程中可以进行图文转换;如有设备出现故障,也可以利用热键进行人工干预控制。系统配置中包括通道的修改、开关量通道的修改、端口定义、延时设定等;在查询统计中可以对所检测的工程机械进行日统计、周统计、月统计和从某起始时间到终止时间的统计。在系统进行测试前,用标定设备对传感器输出信号进行标定,以保证测试的准确性。标定测试包括参数标定、标定显示、模拟量测试、控制测试、输入测试等方面的内容。数据维护包括对已检工程机械的删除、恢复、数据叠加等方面的内容。
      4 结束语
      通过近几年研究和开发,其检测系统的硬件及软件不断完善,在实际的应用过程中,检测效率高、界面友好、功能齐全、操作方便、性能稳定、数据可靠、用户反映良好。

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