項(xiàng)目三液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、項(xiàng)目三項(xiàng)目三 液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：通過(guò)該系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)采集卡在終極目標(biāo)：通過(guò)該系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)采集卡在MCGS組態(tài)軟件中組態(tài)軟件中 的使用，以及工程數(shù)據(jù)的處理方法。的使用，以及工程數(shù)據(jù)的處理方法。促成目標(biāo)：促成目標(biāo)：1掌握研華掌握研華PCL_818L數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)置、調(diào)試；數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)置、調(diào)試；2掌握工程數(shù)據(jù)的處理的方法；掌握工程數(shù)據(jù)的處理的方法；二、工作任務(wù)二、工作任務(wù)1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2數(shù)據(jù)對(duì)象存盤(pán)3數(shù)據(jù)報(bào)表與曲線(xiàn)生成4外部設(shè)備連接模塊一模塊一 工程分析工程分析一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：掌握工程硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法促成目標(biāo)：

2、了解、分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求二、工作任務(wù)二、工作任務(wù)1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2 PCL_818L數(shù)據(jù)采集卡的安裝、調(diào)試三、能力訓(xùn)練三、能力訓(xùn)練(一一) 液力變扭箱簡(jiǎn)介液力變扭箱簡(jiǎn)介 液力變扭箱是一種安裝在工礦內(nèi)燃機(jī)車(chē)上利用液體的動(dòng)能進(jìn)行能量傳遞的液力裝置，其輸入動(dòng)力為柴油機(jī)，輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)運(yùn)行，具有恒功率特性。 液力變扭箱主要由液力傳動(dòng)箱、車(chē)軸齒輪箱、換向機(jī)構(gòu)和相互聯(lián)結(jié)的萬(wàn)向軸等組成。它的核心部件是液力傳動(dòng)箱中的液力變扭器，主要由泵輪、渦輪和導(dǎo)向輪組成。液力變扭器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1所示。 內(nèi)燃機(jī)車(chē)液力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置示意圖如圖3-2所示。1-泵輪 2-渦輪 3-導(dǎo)向輪 4-泵輪軸 5-渦輪軸圖3-1

3、液力變扭器結(jié)構(gòu)示意圖圖3-2 內(nèi)燃機(jī)車(chē)液力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置示意圖l為了保證液力變扭箱在完成組裝后其輸出特性符合設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)其輸出特性進(jìn)行測(cè)試，包括輸出轉(zhuǎn)矩和輸出效率，只有輸出特性符合設(shè)計(jì)要求才可以裝車(chē)使用。l液力變扭箱測(cè)試系統(tǒng)包括試驗(yàn)裝置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(二) 液力變扭箱測(cè)試系統(tǒng)柴油機(jī)扭矩傳感器被試液力變扭箱水力測(cè)功器圖3-3 液力變扭箱試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)框圖 柴油機(jī)：驅(qū)動(dòng)液力變扭箱旋轉(zhuǎn)，為液力變扭箱旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)能。其額定轉(zhuǎn)速為1500rpm，額定功率為380馬力，額定扭矩為1778N.m 扭矩傳感器：檢測(cè)液力變扭箱的輸入扭矩、轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)由與其配套的扭矩儀顯示。同時(shí)扭矩儀向外提供扭矩和轉(zhuǎn)速的模擬量信號(hào)，分

4、別為05V標(biāo) 準(zhǔn)電壓信號(hào)。 被試液力變扭箱：液力變扭箱的最大輸出轉(zhuǎn)速為2000rpm；最大輸出扭矩為5000N.m。 水力測(cè)功器：液力變扭箱的可變負(fù)載?？蓹z測(cè)液力變扭箱的輸出扭矩、轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)由與其配套的力測(cè)功儀顯示。同時(shí)水力測(cè)功儀向外提供扭矩和轉(zhuǎn)速的模擬量信號(hào)，分別為05V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。1液力變扭箱數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)圖3-4 系統(tǒng)硬件框圖 根據(jù)系統(tǒng)要求，需要采集液力變扭箱的輸入轉(zhuǎn)速、扭矩和輸出轉(zhuǎn)速、扭矩。試驗(yàn)裝置上扭矩儀向外提供輸入扭矩和轉(zhuǎn)速的05V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，水力測(cè)功儀向外提供輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的05V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，只要將這4個(gè)信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2液力變扭箱數(shù)

5、據(jù)采集軟件系統(tǒng) 為了完成液力變扭箱數(shù)據(jù)采集、顯示、儲(chǔ)存、查詢(xún)、報(bào)表曲線(xiàn)輸出等功能，系統(tǒng)采用MCGS 6.2組態(tài)軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，共設(shè)置4幅界面：1）“數(shù)據(jù)采集”界面：在該界面中完成被測(cè)數(shù)據(jù)的顯示與儲(chǔ)存。將該界面設(shè)置為“啟動(dòng)窗口”。2）“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面：該界面顯示當(dāng)前被試液力變扭箱的數(shù)據(jù)報(bào)表與曲線(xiàn)。3）“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面：該界面完成歷史數(shù)據(jù)的查找。4）“歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面：該界面顯示過(guò)去被試液力變扭箱的數(shù)據(jù)報(bào)表與曲線(xiàn)。數(shù)據(jù)采集界面 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)界面 “歷史報(bào)表曲線(xiàn)”與“實(shí)時(shí)報(bào)表曲線(xiàn)”界面完全相同，只是數(shù)據(jù)來(lái)源不同。 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)界面 練習(xí) 1在計(jì)算機(jī)的主板上安裝PCL_818L板卡，并對(duì)板

6、卡開(kāi)關(guān)與跳線(xiàn)JP12、SW2進(jìn)行設(shè)置。2完成PCL_818L板卡的測(cè)試，檢查板卡基址設(shè)置是否正確。3用研華自帶測(cè)試軟件測(cè)試輸入電壓的顯示值是否與外接電壓相等。 （注意：安裝板卡與設(shè)置時(shí)，一定要在計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)斷電的情況下進(jìn)行?。﹍一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：掌握組對(duì)象的使用方法l促成目標(biāo)：定義組對(duì)象l二、工作任務(wù)l1完成數(shù)據(jù)對(duì)象的定義l2完成組對(duì)象的定義定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：1)根據(jù)工程實(shí)際需要，指定數(shù)據(jù)變量的名稱(chēng)、類(lèi)型、初始值和數(shù)值范圍。2)確定與數(shù)據(jù)變量存盤(pán)相關(guān)的參數(shù)，如存盤(pán)的周期、存盤(pán)的時(shí)間范圍和保存期限等。 數(shù)據(jù)對(duì)象要根據(jù)系統(tǒng)的需要來(lái)定義，盡量減少使用的數(shù)量即點(diǎn)數(shù)，以節(jié)約成本

7、，因?yàn)辄c(diǎn)數(shù)越多，MCGS加密鎖的價(jià)格越高。在本工程中需要建立的數(shù)據(jù)對(duì)象見(jiàn)表3-3。序號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)象類(lèi) 型注 釋1型號(hào)字符型變扭箱的型號(hào)2編號(hào)字符型變扭箱的出廠(chǎng)編號(hào)3輸入轉(zhuǎn)速數(shù)值型變扭箱的輸入轉(zhuǎn)速，來(lái)自扭矩儀5V電壓信號(hào)，外部變量4輸入轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值型變扭箱的輸入轉(zhuǎn)矩，來(lái)自扭矩儀5V電壓信號(hào)，外部變量5輸入功率數(shù)值型變扭箱的輸入功率6輸出轉(zhuǎn)速數(shù)值型變扭箱的輸出轉(zhuǎn)速，來(lái)自水力測(cè)功儀5V電壓信號(hào)，外部變量7輸出轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值型變扭箱的輸出轉(zhuǎn)矩，來(lái)自水力測(cè)功儀5V電壓信號(hào)，外部變量8輸出功率數(shù)值型變扭箱的輸出功率9效率數(shù)值型輸出功率/輸入功率10Data組對(duì)象存盤(pán)數(shù)據(jù)，用于報(bào)表、曲線(xiàn)等功能構(gòu)件11拷貝文件數(shù)值型12數(shù)

8、據(jù)存盤(pán)地址字符型13臨時(shí)存盤(pán)地址字符型14歷史數(shù)據(jù)存盤(pán)地址字符型15歷史編號(hào)字符型16歷史型號(hào)字符型17objAttrib數(shù)值型被查結(jié)果的類(lèi)型18objname字符型被查結(jié)果的名稱(chēng)19objSize數(shù)值型被查結(jié)果的大小表表3-3 數(shù)據(jù)對(duì)象一覽表數(shù)據(jù)對(duì)象一覽表l1組對(duì)象的功能是什么？ 組對(duì)象用來(lái)存儲(chǔ)具有相同存盤(pán)屬性的多個(gè)變量的集合，內(nèi)部成員可包含多個(gè)其他類(lèi)型的變量。組對(duì)象一般是作為數(shù)據(jù)來(lái)源用于制作報(bào)表和進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，用戶(hù)把變量加入到組對(duì)象后就只要對(duì)其進(jìn)行處理，而不需要處理每個(gè)對(duì)象，不僅節(jié)省了大量的時(shí)間而且有利于管理，是MCGS引入的一種特殊類(lèi)型的數(shù)據(jù)對(duì)象。本系統(tǒng)有一個(gè)組對(duì)象Data，用于保存數(shù)

9、據(jù)、制作報(bào)表曲線(xiàn)等功能構(gòu)件。l2為什么將“定時(shí)存盤(pán)”周期設(shè)為0秒呢？ 定時(shí)存盤(pán)周期的含義是每隔一定的時(shí)間自動(dòng)存盤(pán)一次組對(duì)象成員的數(shù)據(jù)。將“定時(shí)存盤(pán)”周期設(shè)為0秒后，MCGS不再自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，而需要執(zhí)行函數(shù)!SaveData( Data)才能存盤(pán)，每執(zhí)行一次該函數(shù)，組對(duì)象成員數(shù)據(jù)存盤(pán)一次。這符合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速、扭矩，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，執(zhí)行一次函數(shù)!SaveData( Data)，當(dāng)前數(shù)據(jù)存盤(pán)。l在MCGS工程中定義表3-3中的數(shù)據(jù)對(duì)象。l一、教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：掌握系統(tǒng)主控窗口的菜單組態(tài)l促成目標(biāo)：l1掌握下拉式菜單設(shè)置l2掌握可執(zhí)行命令菜單設(shè)置l二、工作任務(wù)l完成液力變扭箱數(shù)據(jù)采集

10、系統(tǒng)主控窗口的菜單組態(tài)三、能力訓(xùn)練l我們共設(shè)計(jì)了4幅界面，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只有一幅界面顯示在屏幕的前面，其余界面我們看不到。那么如何打開(kāi)我們想要看到的界面呢？MCGS提供了多種方法，這里不再贅述。下面重點(diǎn)介紹如何利用主控窗口中菜單組態(tài)實(shí)現(xiàn)這樣的功能。l在主控窗口工作臺(tái)，選中主控窗口，點(diǎn)擊菜單組態(tài)或雙擊主控窗口，進(jìn)入“菜單組態(tài)：運(yùn)行環(huán)境菜單”界面，系統(tǒng)默認(rèn)菜單如圖3-17所示。圖3-17 系統(tǒng)默認(rèn)菜單l將系統(tǒng)默認(rèn)菜單修改為圖3-18所示的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境菜單。圖3-18 實(shí)際運(yùn)行菜單圖3-19 運(yùn)行效果圖l完成圖3-18所示的運(yùn)行菜單，達(dá)到圖3-19所示的運(yùn)行。l一、教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)： 掌握組對(duì)象的存盤(pán)

11、方法及數(shù)據(jù)后處理的方法l促成目標(biāo)： 1掌握事件組態(tài)方法 2掌握生成數(shù)據(jù)庫(kù)的方法 3掌握歷史表格、條件曲線(xiàn)控件的使用l二、工作任務(wù)l1完成“數(shù)據(jù)采集”界面制作l2完成“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面制作l3完成“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面制作l4完成“歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面制作 在在“數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集”界面中，要實(shí)現(xiàn)的功能包括：界面中，要實(shí)現(xiàn)的功能包括：l（1）實(shí)時(shí)顯示輸入轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)）實(shí)時(shí)顯示輸入轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩速、輸出轉(zhuǎn)矩l（2）計(jì)算并顯示輸入功率、輸出功率、效率）計(jì)算并顯示輸入功率、輸出功率、效率l（3）記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，供實(shí)時(shí)報(bào)表、曲線(xiàn)調(diào)用）記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，供實(shí)時(shí)報(bào)表、曲線(xiàn)調(diào)用l（4）以液

12、力變扭箱的型號(hào)與編號(hào)為文件名保）以液力變扭箱的型號(hào)與編號(hào)為文件名保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以供查詢(xún)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以供查詢(xún) 在在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面中，我們要將當(dāng)界面中，我們要將當(dāng)前正在測(cè)試的液力變扭箱的數(shù)據(jù)以報(bào)表和前正在測(cè)試的液力變扭箱的數(shù)據(jù)以報(bào)表和曲線(xiàn)的形式表達(dá)出來(lái)。曲線(xiàn)的形式表達(dá)出來(lái)。 圖3-55 實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)表 圖3-56 實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)曲線(xiàn)l過(guò)去完成的測(cè)試數(shù)據(jù)以產(chǎn)品過(guò)去完成的測(cè)試數(shù)據(jù)以產(chǎn)品“型號(hào)型號(hào)+編號(hào)編號(hào)”為文件名保存在為文件名保存在“D:液力變扭箱試驗(yàn)臺(tái)試液力變扭箱試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)”路徑下。路徑下。l在在“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面中，根據(jù)液力變界面中，根據(jù)

13、液力變扭箱的型號(hào)和編號(hào)查找其試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否存扭箱的型號(hào)和編號(hào)查找其試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否存在。如果存在，將數(shù)據(jù)庫(kù)拷貝到數(shù)據(jù)對(duì)象在。如果存在，將數(shù)據(jù)庫(kù)拷貝到數(shù)據(jù)對(duì)象“臨時(shí)存盤(pán)地址臨時(shí)存盤(pán)地址”指定的位置，利用指定的位置，利用“歷歷史表格史表格”與與“條件曲線(xiàn)條件曲線(xiàn)”構(gòu)件調(diào)用。構(gòu)件調(diào)用。圖3-57 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)界面l在在“歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面中，我們要將液力變扭界面中，我們要將液力變扭箱的歷史數(shù)據(jù)以報(bào)表和曲線(xiàn)的形式表達(dá)出來(lái)。箱的歷史數(shù)據(jù)以報(bào)表和曲線(xiàn)的形式表達(dá)出來(lái)。l歷史數(shù)據(jù)以型號(hào)歷史數(shù)據(jù)以型號(hào)+編號(hào)為文件名、編號(hào)為文件名、.MDB為擴(kuò)展名，為擴(kuò)展名，保存在保存在“D:液力變扭箱試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)液力變

14、扭箱試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)”文件夾中。文件夾中。l由于歷史報(bào)表與條件曲線(xiàn)構(gòu)件中的數(shù)據(jù)來(lái)源是唯由于歷史報(bào)表與條件曲線(xiàn)構(gòu)件中的數(shù)據(jù)來(lái)源是唯一的，因此我們通過(guò)一的，因此我們通過(guò)“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面，將界面，將被查的文件復(fù)制到指定的被查的文件復(fù)制到指定的“D:液力變扭箱試驗(yàn)臺(tái)液力變扭箱試驗(yàn)臺(tái)試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ” 文 件 夾 中 ， 并 改 名 為文 件 夾 中 ， 并 改 名 為 “ 臨 時(shí)臨 時(shí)McgsD:MDB”。這就是我們?cè)O(shè)置。這就是我們?cè)O(shè)置“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面的目的。界面的目的。l由于由于“歷史報(bào)表曲線(xiàn)歷史報(bào)表曲線(xiàn)”與與“實(shí)時(shí)報(bào)表曲線(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)表曲線(xiàn)”界

15、面界面完全相同，只是數(shù)據(jù)來(lái)源不同，所以可以將完全相同，只是數(shù)據(jù)來(lái)源不同，所以可以將“實(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面完全復(fù)制到界面完全復(fù)制到“歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面中來(lái)。界面中來(lái)。l然后根據(jù)需要修改其屬性然后根據(jù)需要修改其屬性 。l1當(dāng)型號(hào)或編號(hào)發(fā)生改變時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件名的變化？l2為什么采用“條件曲線(xiàn)”構(gòu)件來(lái)完成輸出扭矩、輸出效率與輸出轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(xiàn)？l3有關(guān)函數(shù)的意義。 （1）!SaveData(DatName) （2）!FileCopy(strSource ，strTarget) （3）!FileDelete(strFilename) （4）!FileFindFirst(s

16、trFilename，objName， objSize，objAttrib)l1完成“數(shù)據(jù)采集”界面制作與所有屬性設(shè)置。l2完成“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面制作與所有屬性設(shè)置。l3完成“歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)”界面制作與所有屬性設(shè)置。l4完成“歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)”界面制作與所有屬性設(shè)置。 終極目標(biāo)：掌握數(shù)據(jù)采集卡的組態(tài)方法l促成目標(biāo)： 1掌握設(shè)備構(gòu)件的使用 2掌握通道連接 3掌握工程數(shù)據(jù)前處理 1完成PCL_818L板卡設(shè)備構(gòu)件基本屬性的組態(tài) 2完成通道的連接 3完成連接通道的數(shù)據(jù)處理lMCGS為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、記錄現(xiàn)場(chǎng)的情況，將每種采集板卡作為一個(gè)設(shè)備構(gòu)件，掛在MCGS的設(shè)備窗口中，用來(lái)采集和處理現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和輸出控制信號(hào)。lPCL_818L設(shè)備構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫(xiě)接口卡的數(shù)據(jù)，使用本構(gòu)件前，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要來(lái)正確設(shè)置板卡的IO基地址和特定的跳線(xiàn)。1設(shè)備構(gòu)件的“基本屬性”2通道連接3設(shè)備調(diào)試4工程數(shù)據(jù)前處理l1對(duì)數(shù)字量輸出通道進(jìn)行調(diào)試時(shí)，通道值一列顯示數(shù)字量通道的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，為0表示輸出低電平，為1表示輸出高電平（驅(qū)動(dòng)會(huì)將輸出的高低電平信號(hào)送入板卡輸出）。剛進(jìn)入調(diào)試頁(yè)時(shí)DO通道都沒(méi)有值（因?yàn)槎际侵粚?xiě)通道），在通道值列中，當(dāng)用鼠標(biāo)左鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)通道的輸出狀態(tài)為1，松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵時(shí)，輸出狀態(tài)為0；當(dāng)用鼠標(biāo)右鍵單擊時(shí)，對(duì)應(yīng)通道的輸出狀態(tài)交替變