水阻试验台监控系统的设计

水阻试验台监控系统的设计

水中断试验台是用于内燃机车辆恒功率负荷测试的实验装置。实验时通过调整水电阻大小,模拟机车的各种工况,检验新更换的零部件的机械磨合情况,并调整柴油机—发电机组的工作特性参数,使柴油机运行在理想的工况下,以确保机车的组装正确、运行安全可靠。根据机车负载试验大纲的要求,水阻试验检测的参数包括柴油机状态参数,如柴油机转速、各缸排温等;发电机外特性参数,如主发电流电压、励磁机电压电流等。因此设计水阻试验台的关键在于如何实现对这些参数的实时监控和采集。本文详细介绍了一种水阻试验台监控系统的设计。实践表明该系统稳定可靠,完全能够满足水阻试验的要求。1仪表温度度的检测水阻试验台监控系统结构如图1所示。柴油机各支管的温度采用K型热电偶进行测量,热电偶产生的温度信号被送入16路温度显示与记录巡检表,该仪表循环监控柴油机各缸的温度值,并且上位机可以通过RS232总线获取仪表所记录的温度值。电参数的检测主要分为电压量和电流量,电压量直接接入显示与记录仪表,而电流量则先用钳型传感器变送为相应量程的电压量,然后再接入显示与记录仪表,通过调节显示记录仪表的量程系数和显示修正值来显示电流量的大小。上位机通过RS232C总线实时的从显示与记录仪表处获取系统所监测的所有温度信号和电参数,并以趋势图的形式显示出来,待水阻试验台完成以后对所有的数据进行分析并生成相应的测试报表。2rs-33c兼容串行接口通信上位机与多台记录显示仪表组成的串行通信控制模块实现测量信号采集,是整个监控系统最核心的部分。此次设计的试验台串行通信是基于Modbus协议,使用RS-232C兼容串行接口作为物理接口,方便实现基于数/模控制的仪表等终端设备的控制,可以方便可靠地完成监控系统信号采集。通信过程如图2所示。工控机发起通信,向仪表发送数据信息命令(一帧),仪表收到PC发出的命令后进行解析响应,根据解析的通信命令,向PC机回送数据信息(一帧),PC分析回送数据是否正确,若正确则完成一次串行通信过程。数据格式为:1个起始位,8个数据位,2个停止位,无校验,通信波特率为9600bps。2.1请求/应答通信方式水阻试验台采用DS8B测量仪来检测显示电参数,其与上位机的通信是基于Modbus通信协议,采用请求/应答方式工作。通信时,上位机为主站,仪表为从站,主站首先向从站发送通信请求指令,从站根据请求指令中的功能码向主站返回数据。1通信功能代码定义03H:读取一个或多个寄存器的数值(1个寄存器占2个字节);06H:写一个寄存器的数值;10H:写多个寄存器的数值。2主机命令3站响应宣言的包如下所示例:电压测量值:2.2偶或置温度传感器水阻试验台选用巡检表显示记录柴油机16路排气管温度,选用热电偶作为温度传感器。WP系列巡检仪具有A/D转换功能,在工作状态下仪表将热电偶传来的模拟温度信号转换后记录并显示当上位机需要读写数据时,只须通过RS232C总线向巡检表发送相应指令即可。11检查表通讯命令集2阅读设备的动态数据实时测量值3返回方朔表的命令集如下所示1通道数据2通道数据3…4…5…6…3c++语言的快速应用软件水阻试验台采用BorlandC++Builder软件进行开发设计。C++Builder是Interprise(Borland)公司推出的基于C++语言的快速开发工具。它具有C/C++语言的灵活和可视化编程的便利,它具有功能丰富强大的组件,便于开发界面美观、功能强大的应用程序。根据水阻实验的现场实际情况,软件系统主体由两大部分组成,即“开始新的实验”和“继续进行某磨合实验”,后者是考虑现场实际需要,当磨合实验中断后还需继续进行实验的情况。软件的主界面包含参数设定、磨合实验、主发电机外特性实验、柴油机状态参数实验、数据库报表、打印、退出系统等组成(如图3所示)。4实验数据的利用该水阻试验台已在南昌铁路局某机务段投入使用,使用表明该监控系统完全满足实验要求,并且自动化程度高,检测数据精可靠。实验数据通过图形曲线清晰直观地反映出来,实验结束后自动生成