使用CompactRIO開(kāi)發(fā)嵌入式高精度渦輪增壓器性能檢測系統

　　挑戰:

　　在安裝前快速準確地檢測車(chē)輛船只引擎渦輪增壓器的性能。

　　解決方案:

　　與之前的解決方案相比，使用NI CompactRIO開(kāi)發(fā)嵌入式渦輪增壓器檢測系統，提供更高的精度、準確性和穩定性。

　　"使用基于CompactRIO的全新檢測系統替換PLC系統，從而可以節省空間并且提供更高的精度、分辨率和更優(yōu)秀異的性能。"

　　船只的引擎功能很大程度上依賴(lài)于引擎渦輪增壓器的輸出性能。因此，在安裝船只引擎之前進(jìn)行渦輪增壓器高級性能檢測是十分重要的質(zhì)量控制步驟，因為它可以在制造過(guò)程早期發(fā)現問(wèn)題，并加以解決。理想的渦輪增壓器系統必須具有快速響應時(shí)間、高精度和準確的數據檢測能力，這包括功能驗證和分析功能。

　　我們用基于CompactRIO的嵌入式系統替換了現有的可編程邏輯控制器(PLC)檢測系統，從而提高了控制的精度級別。與之前的PLC解決方案相比，新系統具有多個(gè)優(yōu)勢，包括精確的閥門(mén)控制和更精確的溫度、壓力和轉速測量。由于CompactRIO具有更高的性能和穩定性，新系統能夠精確快速地完成例如渦輪增壓器預備性能檢測和精確信息分析等功能，從而可以確保產(chǎn)品的穩定性。

　　在開(kāi)發(fā)時(shí)間和資源分配方面，需要一個(gè)人進(jìn)行硬件設計兩個(gè)月，一個(gè)人進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)三個(gè)月以及一個(gè)人進(jìn)行調試和檢測一個(gè)月。

　　基于CompactRIO的全新檢測系統可以測量用于船只引擎驅動(dòng)的渦輪增壓器的性能，。天然氣、空氣和汽油的輸入量需要根據安裝的閥門(mén)進(jìn)行調節。根據調節后的量，渦輪增壓器、渦輪映射和壓縮機映射的效率必須使用關(guān)于渦輪增壓器的壓力、溫度和速度值進(jìn)行測量。

　　檢測系統需要每個(gè)測量單元具有高分辨率，因為它必須測量性能參數，而現有的PLC系統由于每個(gè)單元數據范圍有限，因此無(wú)法達到所需的精度等級。CompactRIO的高分辨率提供了對于采集精確數據測量渦輪增壓器性能而言十分重要的精度。

　　系統組成

　　系統由多個(gè)組件組成，完成渦輪增壓器I/O部分的測量，包括溫度、壓力和轉速測量單元，以太網(wǎng)通信，數據采集，單元自動(dòng)控制，外部接口，CompactRIO以及用戶(hù)接口。

　　系統由多個(gè)組件組成，完成渦輪增壓器I/O部分的測量，包括溫度、壓力和轉速測量單元，以太網(wǎng)通信，數據采集，單元自動(dòng)控制，外部接口，CompactRIO以及用戶(hù)接口。

　　我們在檢測渦輪增壓器性能時(shí)，可以通過(guò)用戶(hù)界面修改溫度和氣壓。CompactRIO測量的數據可以集成并顯示在用戶(hù)界面中，測試員也可以控制整個(gè)系統。

　　CompactRIO模塊

　　渦輪增壓器性能中最重要的變量包含溫度、壓力和轉速。系統組件包含多個(gè)NI C系列模塊，包括NI 9217 RTD模擬輸入模塊測量電阻溫度傳感器(RTD)溫度、NI 9211熱電偶輸入模塊測量熱電偶溫度、NI 9203數據采集模塊測量壓力和電流、NI 9423漏極數字輸入模塊測量轉速。此外，還采用了NI 9265同步更新模擬輸出模塊作為系統和模擬輸出值的外部接口，NI 9425漏極數字輸入模塊和NI 9476源數字輸出模塊用于數字I/O值。檢測系統由系統操作員通過(guò)用戶(hù)界面進(jìn)行控制。監視外部系統使得用戶(hù)可以控制和管理整個(gè)系統。

　　結論

　　渦輪增壓器是車(chē)輛引擎的重要部分，其性能直接影響整個(gè)引擎的性能。對渦輪增壓器性能進(jìn)行適當的測試是確保最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。以前的PLC系統無(wú)法提供所需的精度。使用基于CompactRIO的全新檢測系統替換PLC系統節省了空間，并且提供了更高的精度、更高的分辨率和更好的性能。此外，由于系統開(kāi)發(fā)員熟悉CompactRIO的開(kāi)發(fā)方法，可以在短時(shí)間內讓系統開(kāi)始運行，這樣節省了時(shí)間和開(kāi)發(fā)資源。