項目三液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

1、項目三項目三 液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計液力變扭箱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：通過該系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)采集卡在終極目標(biāo)：通過該系統(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2數(shù)據(jù)對象存盤3數(shù)據(jù)報表與曲線生成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)計的方法促成目標(biāo)：

2、了解、分析系統(tǒng)設(shè)計的要求二、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) 液力變扭箱簡介液力變扭箱簡介 液力變扭箱是一種安裝在工礦內(nèi)燃機(jī)車上利用液體的動能進(jìn)行能量傳遞的液力裝置，其輸入動力為柴油機(jī)，輸出驅(qū)動機(jī)車運(yùn)行，具有恒功率特性。 液力變扭箱主要由液力傳動箱、車軸齒輪箱、換向機(jī)構(gòu)和相互聯(lián)結(jié)的萬向軸等組成。它的核心部件是液力傳動箱中的液力變扭器，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)車液力轉(zhuǎn)動裝置示意圖如圖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)車液力轉(zhuǎn)動裝置示意圖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)計要求，需要對其輸出特性進(jìn)行測試，包括輸出轉(zhuǎn)矩和輸出效率，只有輸出特性符合設(shè)計要求才可以裝車使用。l液力變扭箱測試系統(tǒng)包括試驗裝置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(二) 液力變扭箱測試系統(tǒng)柴油機(jī)扭矩傳感器被試液力變扭箱水力測功器圖3-3 液力變扭箱試驗裝置結(jié)構(gòu)框圖 柴油機(jī)：驅(qū)動液力變扭箱旋轉(zhuǎn)，為液力變扭箱旋轉(zhuǎn)提供動能。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。同時扭矩儀向外提供扭矩和轉(zhuǎn)速的模擬量信號，分

4、別為05V標(biāo) 準(zhǔn)電壓信號。 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。 水力測功器：液力變扭箱的可變負(fù)載。可檢測液力變扭箱的輸出扭矩、轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)由與其配套的力測功儀顯示。同時水力測功儀向外提供扭矩和轉(zhuǎn)速的模擬量信號，分別為05V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號。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，水力測功儀向外提供輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的05V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，只要將這4個信號輸入到計算機(jī)，由計算機(jī)進(jìn)行處理，即可達(dá)到設(shè)計要求。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、儲存、查詢、報表曲線輸出等功能，系統(tǒng)采用MCGS 6.2組態(tài)軟件作為開發(fā)平臺，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數(shù)據(jù)的顯示與儲存。將該界面設(shè)置為“啟動窗口”。2）“實時數(shù)據(jù)曲線”界面：該界面顯示當(dāng)前被試液力變扭箱的數(shù)據(jù)報表與曲線。3）“歷史數(shù)據(jù)查詢”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”界面：該界面顯示過去被試液力變扭箱的數(shù)據(jù)報表與曲線。數(shù)據(jù)采集界面 實時數(shù)據(jù)曲線界面 “歷史報表曲線”與“實時報表曲線”界面完全相同，只是數(shù)據(jù)來源不同。 歷史數(shù)據(jù)查詢界面 練習(xí) 1在計算機(jī)的主板上安裝PCL_818L板卡，并對板

6、卡開關(guān)與跳線JP12、SW2進(jìn)行設(shè)置。2完成PCL_818L板卡的測試，檢查板卡基址設(shè)置是否正確。3用研華自帶測試軟件測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，一定要在計算機(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)：掌握組對象的使用方法l促成目標(biāo)：定義組對象l二、工作任務(wù)l1完成數(shù)據(jù)對象的定義l2完成組對象的定義定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：1)根據(jù)工程實際需要，指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍。2)確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。 數(shù)據(jù)對象要根據(jù)系統(tǒng)的需要來定義，盡量減少使用的數(shù)量即點數(shù)，以節(jié)約成本

7、，因為點數(shù)越多，MCGS加密鎖的價格越高。在本工程中需要建立的數(shù)據(jù)對象見表3-3。序號數(shù)據(jù)對象類 型注 釋1型號字符型變扭箱的型號2編號字符型變扭箱的出廠編號3輸入轉(zhuǎn)速數(shù)值型變扭箱的輸入轉(zhuǎn)速，來自扭矩儀5V電壓信號，外部變量4輸入轉(zhuǎn)矩數(shù)值型變扭箱的輸入轉(zhuǎn)矩，來自扭矩儀5V電壓信號，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，來自水力測功儀5V電壓信號，外部變量7輸出轉(zhuǎn)矩數(shù)值型變扭箱的輸出轉(zhuǎn)矩，來自水力測功儀5V電壓信號，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組對象存盤數(shù)據(jù)，用于報表、曲線等功能構(gòu)件11拷貝文件數(shù)值型12數(shù)

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

9、據(jù)、制作報表曲線等功能構(gòu)件。l2為什么將“定時存盤”周期設(shè)為0秒呢？ 定時存盤周期的含義是每隔一定的時間自動存盤一次組對象成員的數(shù)據(jù)。將“定時存盤”周期設(shè)為0秒后，MCGS不再自動保存數(shù)據(jù)，而需要執(zhí)行函數(shù)!SaveData( Data)才能存盤，每執(zhí)行一次該函數(shù)，組對象成員數(shù)據(jù)存盤一次。這符合本系統(tǒng)的設(shè)計要求，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。l在MCGS工程中定義表3-3中的數(shù)據(jù)對象。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)l我們共設(shè)計了4幅界面，系統(tǒng)運(yùn)行時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。下面重點介紹如何利用主控窗口中菜單組態(tài)實現(xiàn)這樣的功能。l在主控窗口工作臺，選中主控窗口，點擊菜單組態(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所示的實際運(yùn)行環(huán)境菜單。圖3-18 實際運(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)： 掌握組對象的存盤方法及數(shù)據(jù)后

11、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)庫的方法 3掌握歷史表格、條件曲線控件的使用l二、工作任務(wù)l1完成“數(shù)據(jù)采集”界面制作l2完成“實時數(shù)據(jù)曲線”界面制作l3完成“歷史數(shù)據(jù)查詢”界面制作l4完成“歷史數(shù)據(jù)曲線”界面制作 在在“數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集”界面中，要實現(xiàn)的功能包括：界面中，要實現(xiàn)的功能包括：l（1）實時顯示輸入轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)）實時顯示輸入轉(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）計算并顯示輸入功率、輸出功率、效率）計算并顯示輸入功率、輸出功率、效率l（3）記錄試驗數(shù)據(jù)，供實時報表、曲線調(diào)用）記錄試驗數(shù)據(jù)，供實時報表、曲線調(diào)用l（4）以液力變扭箱的型

12、號與編號為文件名保）以液力變扭箱的型號與編號為文件名保存試驗數(shù)據(jù)，以供查詢存試驗數(shù)據(jù)，以供查詢 在在“實時數(shù)據(jù)曲線實時數(shù)據(jù)曲線”界面中，我們要將當(dāng)界面中，我們要將當(dāng)前正在測試的液力變扭箱的數(shù)據(jù)以報表和前正在測試的液力變扭箱的數(shù)據(jù)以報表和曲線的形式表達(dá)出來。曲線的形式表達(dá)出來。 圖3-55 實際測試數(shù)據(jù)報表 圖3-56 實際測試數(shù)據(jù)曲線l過去完成的測試數(shù)據(jù)以產(chǎn)品過去完成的測試數(shù)據(jù)以產(chǎn)品“型號型號+編號編號”為文件名保存在為文件名保存在“D:液力變扭箱試驗臺試液力變扭箱試驗臺試驗數(shù)據(jù)驗數(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)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢”界面中，根據(jù)液力變界面中，根據(jù)液力變扭箱的

13、型號和編號查找其試驗數(shù)據(jù)是否存扭箱的型號和編號查找其試驗數(shù)據(jù)是否存在。如果存在，將數(shù)據(jù)庫拷貝到數(shù)據(jù)對象在。如果存在，將數(shù)據(jù)庫拷貝到數(shù)據(jù)對象“臨時存盤地址臨時存盤地址”指定的位置，利用指定的位置，利用“歷歷史表格史表格”與與“條件曲線條件曲線”構(gòu)件調(diào)用。構(gòu)件調(diào)用。圖3-57 歷史數(shù)據(jù)查詢界面l在在“歷史數(shù)據(jù)曲線歷史數(shù)據(jù)曲線”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)以報表和曲線的形式表達(dá)出來。箱的歷史數(shù)據(jù)以報表和曲線的形式表達(dá)出來。l歷史數(shù)據(jù)以型號歷史數(shù)據(jù)以型號+編號為文件名、編號為文件名、.MDB為擴(kuò)展名，為擴(kuò)展名，保存在保存在“D:液力變扭箱試驗臺試驗數(shù)據(jù)液力變扭箱試驗臺試

14、驗數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)”文件夾中。文件夾中。l由于歷史報表與條件曲線構(gòu)件中的數(shù)據(jù)來源是唯由于歷史報表與條件曲線構(gòu)件中的數(shù)據(jù)來源是唯一的，因此我們通過一的，因此我們通過“歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢”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:液力變扭箱試驗臺液力變扭箱試驗臺試 驗 數(shù) 據(jù)試 驗 數(shù) 據(jù) ” 文 件 夾 中 ， 并 改 名 為文 件 夾 中 ， 并 改 名 為 “ 臨 時臨 時McgsD:MDB”。這就是我們設(shè)置。這就是我們設(shè)置“歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢”界面的目的。界面的目的。l由于由于“歷史報表曲線歷史報表曲線”與與“實時報表曲線實時報表曲線”界面界面完全相

15、同，只是數(shù)據(jù)來源不同，所以可以將完全相同，只是數(shù)據(jù)來源不同，所以可以將“實實時數(shù)據(jù)曲線時數(shù)據(jù)曲線”界面完全復(fù)制到界面完全復(fù)制到“歷史數(shù)據(jù)曲線歷史數(shù)據(jù)曲線”界面中來。界面中來。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)型號或編號發(fā)生改變時，如何實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)文件名的變化？l2為什么采用“條件曲線”構(gòu)件來完成輸出扭矩、輸出效率與輸出轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線？l3有關(guān)函數(shù)的意義。 （1）!SaveData(DatName) （2）!FileCopy(strSource ，strTarget) （3）!FileDelete(strFilename) （4）!FileFindFirst(strFile

16、name，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“實時數(shù)據(jù)曲線”界面制作與所有屬性設(shè)置。l3完成“歷史數(shù)據(jù)查詢”界面制作與所有屬性設(shè)置。l4完成“歷史數(shù)據(jù)曲線”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為了實現(xiàn)監(jiān)控、記錄現(xiàn)場的情況，將每種采集板卡作為一個設(shè)備構(gòu)件，掛在MCGS的設(shè)備窗口中，用來采集和處理現(xiàn)場信號和輸出控制信號。lPCL_818L設(shè)備構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫接口卡的數(shù)據(jù)，使用本構(gòu)件前，根據(jù)實際應(yīng)用的需要來正確設(shè)置板卡的IO基地址和特定的跳線。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對數(shù)字量輸出通道進(jìn)行調(diào)試時，通道值一列顯示數(shù)字量通道的開關(guān)狀態(tài)，為0表示輸出低電平，為1表示輸出高電平（驅(qū)動會將輸出的高低電平信號送入板卡輸出）。剛進(jìn)入調(diào)試頁時DO通道都沒有值（因為都是只寫通道），在通道值列中，當(dāng)用鼠標(biāo)左鍵按下時，對應(yīng)通道的輸出狀態(tài)為1，松開鼠標(biāo)左鍵時，輸出狀態(tài)為0；當(dāng)用鼠標(biāo)右鍵單擊時，對應(yīng)通道的輸出狀態(tài)交替變