基于現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)動(dòng)機試車(chē)系統

1、引言

柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)是柴油發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)過(guò)程中的最后一道關(guān)鍵工序，對柴油機制造質(zhì)量起著(zhù)十分重要的作用，其主要內容是通過(guò)對特定測試環(huán)境下柴油機工藝參數的記錄和分析，判斷其合格與否，并能及時(shí)發(fā)現和排除故障。許多現在正在使用的柴油發(fā)動(dòng)機測試平臺都是通過(guò)儀表讀數來(lái)分析、判斷一臺柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)時(shí)的工作狀態(tài)，不僅效率低、精度差，而且綜合分析判斷能力有限。為了能夠更加全面、直觀(guān)地了解柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)過(guò)程，迅速發(fā)現并排除故障隱患，使試車(chē)操作人員提高分析判斷能力，結合企業(yè)技術(shù)改造，我們開(kāi)發(fā)了基于CAN現場(chǎng)總線(xiàn)的柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)系統，實(shí)現了同時(shí)對多臺柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)過(guò)程的監控與測試。

2、試車(chē)系統結構組成

根據柴油發(fā)動(dòng)機的試車(chē)要求，本系統主要完成對柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)過(guò)程中各種傳感信號的處理以及柴油機工況數據的采集，并將數據通過(guò)CAN總線(xiàn)送上位機，要求處理16路模擬信號、16路IO信號。采集的參數主要有：機油壓力和溫度、冷卻水溫度、進(jìn)排氣溫度、燃油液位、啟動(dòng)蓄電池電壓、轉速等。

柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)系統的關(guān)鍵是引入了CAN總線(xiàn)技術(shù)，形成基于CAN總線(xiàn)的分布式測控體系模型，如圖1所示。由于CAN總線(xiàn)作為現場(chǎng)總線(xiàn)的類(lèi)型之一，屬于開(kāi)放式底層控制網(wǎng)絡(luò )，是應用于生產(chǎn)現場(chǎng)、在微機化測量控制設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通信的系統，因此基于CAN總線(xiàn)的分布式測控系統是開(kāi)放式的，而不是封閉和專(zhuān)用的。這種測試系統將監控功能分散到每個(gè)試車(chē)臺，每個(gè)試車(chē)臺均由一個(gè)CAN智能節點(diǎn)完成監控任務(wù)。每個(gè)CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的組成是相同的，都包括：主控單元、CAN總線(xiàn)通信管理單元、數據采集與處理單元等。各節點(diǎn)通過(guò)CAN總線(xiàn)與上位機相連，通過(guò)總線(xiàn)完成彼此間的通信。

3、試車(chē)系統硬件設計

柴油發(fā)動(dòng)機試車(chē)系統采用兩級分布式結構。上位機采用PC機，在上位機的PCI總線(xiàn)插槽中安裝了PC-CAN總線(xiàn)適配卡，這樣就可以通過(guò)CAN總線(xiàn)將上、下位機聯(lián)系在一起構成控制網(wǎng)絡(luò )。下位機控制器采用單片機AT89C51和CAN總線(xiàn)控制器SJA1000共同組成的智能節點(diǎn)，它們直接對各現場(chǎng)設備（如：傳感器、繼電器、電機等）進(jìn)行控制，采集現場(chǎng)數據，并根據接收到的命令或者主動(dòng)將數據發(fā)送到CAN總線(xiàn)。通過(guò)事先設置驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制智能節點(diǎn)從總線(xiàn)上接收哪些數據或命令。如果某些數據需要進(jìn)一步復雜的處理（如動(dòng)態(tài)顯示），則上位計算機可以從總線(xiàn)上接收數據。當上位機需要對某個(gè)節點(diǎn)施加控制動(dòng)作時(shí)，可以采用點(diǎn)對點(diǎn)方式與該節點(diǎn)通訊，而當它要同時(shí)對所有節點(diǎn)施加控制動(dòng)作時(shí)，可以采用廣播方式將命令發(fā)送到總線(xiàn)，這樣當系統正常運行時(shí)完全可以沒(méi)有上位機的參與，大大減少了數據的傳輸量，同時(shí)提高了系統的實(shí)時(shí)性和可靠性。