一種發(fā)動(dòng)機性能虛擬儀器測試系統的設計應用

　?。?）工作原理

　　發(fā)動(dòng)機性能虛擬儀器測試系統可在兩種工作模式運行下：自動(dòng)工作模式和手動(dòng)工作模式，主要測試項目有：

　　1）發(fā)動(dòng)機壓力曲線(xiàn) （油、水、氣的進(jìn)出口）。2） 發(fā)動(dòng)機溫度曲線(xiàn) （油、水、氣的進(jìn)出口及環(huán)境）。3） 發(fā)動(dòng)機轉速曲線(xiàn)。4） 發(fā)動(dòng)機扭矩曲線(xiàn)。5） 發(fā)動(dòng)機功率曲線(xiàn)。6） 發(fā)動(dòng)機油耗曲線(xiàn) 。

　　自動(dòng)工作模式下，主控機首先等待用戶(hù)完成軟硬件的設置和配置。然后提請用戶(hù)選擇負載測試或定參數測試，負載測試下用戶(hù)需要設置負載曲線(xiàn)、負載時(shí)間、循環(huán)時(shí)間以及測試時(shí)間等測試參數；定參數測試下，用戶(hù)可以選擇指定扭矩、轉速或是功率，并設置相應的定標參數、控制參數以及測試時(shí)間。完成以上步驟以后，就可以啟動(dòng)測試程序，測試系統即按照用戶(hù)制定的負載自動(dòng)加載同時(shí)完成對待測發(fā)動(dòng)機的性能測試；或是通過(guò)一定的控制算法保持定標參數的穩定并對該狀態(tài)下的待測發(fā)動(dòng)機進(jìn)行自動(dòng)測試。系統運行的同時(shí)，用戶(hù)可以在實(shí)時(shí)監測圖表中觀(guān)察各指標參量對時(shí)間的波形顯示，經(jīng)過(guò)曲線(xiàn)擬合后得到發(fā)動(dòng)機特性曲線(xiàn)，并可將感興趣的圖表導出存盤(pán)。當完成測試時(shí)間后，系統自動(dòng)終止測試。

　　手動(dòng)工作模式下，系統工作原理與自動(dòng)工作模式下基本類(lèi)似，只是系統不進(jìn)行循環(huán)測試，而是提供一種交互式的測試環(huán)境，完成指定的測試項目后，等待用戶(hù)的進(jìn)一步操作。

　　3 硬件結構

　　發(fā)動(dòng)機性能虛擬儀器測試系統硬件組成框圖，如圖2所示。

圖2 發(fā)動(dòng)機性能虛擬儀器測試系統硬件組成框圖

　?。?）主控機

　　主控機選用一臺DELL工作站，內嵌了Intel Pentium 4 2.6G CPU，多功能數據采集卡和實(shí)時(shí)測溫模塊和實(shí)時(shí)監控模塊。

　?。?）實(shí)時(shí)監控模塊

　　實(shí)時(shí)監控模塊選用NI cFP分布式I/O實(shí)時(shí)系統。作為工業(yè)級控制系統，cFP具備FIFO數據隊列、斷電數據緩存、看門(mén)狗狀態(tài)監測以及高抗沖擊性和抗干擾性，是用于完成系統最核心的實(shí)時(shí)采集與控制的部分。

　?。?）實(shí)時(shí)測溫模塊

　　實(shí)時(shí)測溫模塊選用NI cFP分布式I/O實(shí)時(shí)系統。采用了cFP-2020控制器，配以4塊cFP TC-120 8通道熱電偶模塊，可直接用于測量標準J、K、T、N、R、S、E和B型熱電偶，并提供相應的信號調理、雙絕緣隔離、輸入噪聲過(guò)濾、冷端補償以及各種熱電偶的溫度算法，用于發(fā)動(dòng)機各待測溫度點(diǎn)的數據采樣，并利用分布式I/O的基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )共享功能實(shí)現數據的遠程共享，有利于對工業(yè)現場(chǎng)實(shí)施遠程的實(shí)時(shí)監控。