EMC900發(fā)動機自動化試驗臺

一. 概述
EMC900發(fā)動機自動化試驗臺是專為大,中,小功率發(fā)動機試驗臺架設(shè)計的專用儀器,以高檔工業(yè)微機為控制核心,采取模塊化設(shè)計。全數(shù)字化思想，傻瓜式操作，即插即用結(jié)構(gòu)，用戶根據(jù)實際需要能靈活方便地組成各種不同性能指標(biāo)的自動化臺架試驗系統(tǒng)。
二．技術(shù)性能與指標(biāo)
?。保?主要性能：
　1）高精度應(yīng)變式拉壓力傳感器實現(xiàn)發(fā)動機輸出扭矩的精密數(shù)字測量。
　2）磁電式測速傳感器實現(xiàn)高精度瞬時轉(zhuǎn)速測量。
　3）數(shù)字調(diào)節(jié)器實現(xiàn)發(fā)動機與測功器轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的高性能自動控制。
　4）直接數(shù)字控制（DDC）方式及靈活多變的控制算法可滿足不同類型發(fā)動機測量控制要求。
　5）觸摸式工況設(shè)定使操作更為輕盈，便捷可靠?？炻僭O(shè)定功能使設(shè)定快速性和精確性得以兼顧。
　6） 雙變量解耦控制可實現(xiàn)任意的控制特性。
　7） 越限聲光報警和自動緊急停車功能，極限參數(shù)可隨意設(shè)置，并且有突卸載荷試驗功能。
　8） 三路溫度和一路壓力可滿足常規(guī)參數(shù)測量要求。并可十分方便地由用戶自己擴展至五路溫度和三路壓力測量。
　9）三路主參數(shù)顯示采用高亮度０.８英寸數(shù)碼管，清晰直觀。
　10） 標(biāo)準(zhǔn)Centionics打印機接口可生成發(fā)動機試驗報表。
　11） 具有本地/外接操作功能。
　12） 通過RS232C串行接口與HZB油耗測量儀配套，實現(xiàn)發(fā)動機油耗率的 測量顯示。
　13） 配接大屏幕顯示器可十分方便地實現(xiàn)隔室同步顯示。
　14） 系統(tǒng)擴展功能靈活，連接方便，可靠性高。
　15） 所有調(diào)零，調(diào)增益，上、下限設(shè)定均采用數(shù)字化，拼棄了以往采用電位器調(diào)節(jié)的弊端，使調(diào)節(jié)，設(shè)定更為精確可靠。
?。玻?技術(shù)指標(biāo)：
　1） 測量參數(shù)及指標(biāo)
　　儀器測量參數(shù)量程及準(zhǔn)確度
　參 數(shù) 測 量 范 圍 適配傳感器型號 準(zhǔn) 確 度
轉(zhuǎn) 速 30—7000 r/min ZSD磁電測速傳感器 ±1r/min
扭 矩 與測功器量程匹配 應(yīng)變式拉壓力傳感器 ±0.2%F.S
油 耗 與發(fā)動機功率匹配 HZB油耗測量儀 ±0.8%F.S
排氣溫度 0—800℃ K分度熱電阻 ±1%F.S
出水溫度 0—199℃ PT100熱電阻 ±1℃
機油溫度 0—199℃ PT100熱電阻 ±1℃
機油壓力 0—1Mpa 遠(yuǎn)傳壓力表 ±1%F.S
油門位置 0.0—100.0% YZ60〈A〉油門執(zhí)行器 0.2%F.S
水門位置 0.0—100.0% DPF水門執(zhí)行器 0.2%F.S
*機油壓力可有遠(yuǎn)傳壓力表或壓力變送器采集

　2） 測量參數(shù)顯示
?、?轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗率：四位0.8英寸紅色高亮度數(shù)碼管顯示。
?、?排氣溫度、出水溫度、機油溫度、機油壓力及四路備用參數(shù)：三位0.5英寸紅色數(shù)碼管顯示。
?、?油門位置、水門位置：四位0.5英寸紅色數(shù)碼顯示。
　3） 控制性能
　①控制器型式
測功器及油門雙回路直接數(shù)字解耦PID控制。
　 ②控制方式種類
　發(fā)動機：恒位置、恒轉(zhuǎn)速。
　測功器：恒位置、恒扭矩、平方特性〈根據(jù)用戶要求選配〉、恒轉(zhuǎn)速。
　 ③控制方式轉(zhuǎn)換：無擾動隨機動態(tài)切換。
　 ④ 控制性能：各種控制方式下的控制方式

控制方式 控制精度 響應(yīng)時間
水門恒位置 ±0.2%±1個字 〈1秒
油門恒位置 ±0.2%±1個字 〈1秒
恒扭矩平方特性 ±0.5%±1個字 取決于發(fā)動機特性，一般不大于10秒
恒轉(zhuǎn)速（測功器） ±10r/min 取決于發(fā)動機特性，一般不大于10秒
恒轉(zhuǎn)速（發(fā)動機） ±10r/min 取決于發(fā)動機特性，一般不大于10秒

⑤ 工況控制

⑴　本地控制　　由面板上6只控制方式按扭完成工作方式選擇，由4只微動按鍵完成工況設(shè)定。
⑵　外接控制　　可由外接控制面板實現(xiàn)工況設(shè)定。
⑶　開關(guān)量控制 　有緊急停車、發(fā)動機啟動，一路備用。
⑷　自動保護功能 轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度具有上限設(shè)定功能，壓力具有上、下限設(shè)定功能，均備有聲光報警。飛車及超載油水門自動復(fù)零。

３． 使用條件
⑴工作溫度范圍：0—40°C
⑵相對濕度：＜85%
⑶電源電壓：AC220V±10%，50Hz±1Hz
對低于200V的、電源受外界影響會發(fā)生突變的，應(yīng)增加穩(wěn)壓裝置。
⑷周圍無強電磁干擾
⑸地線接地電阻：＜5Ω
⑹整機功耗：500W
⑺整機重量：約60Kg
⑼外形尺寸：
臺式：1080×1100×800（W×H×L）。
柜式：560×2000×800（W×H×L）。

三．結(jié)構(gòu)與工作原理
1．布置結(jié)構(gòu)
EMC900發(fā)動機自動化試驗臺（柜）采用直線型結(jié)構(gòu)設(shè)計，配以奶白色外殼，及賦于美觀簡潔的面板布置，操作更顯簡單、直觀，使“傻瓜式”主題得以體現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，考慮到以一般操作工均會操作使用，維修工也能進行檢修的原則，故借計算機即用思想，將各單元都以插頭形式相連，避免了用戶開箱接線麻煩。
本控制是在DOS操作系統(tǒng)下進行的。打印支持EPSON LQ系列帶漢字庫的打印機，
例：LQ-150K、300K、1600K等。
整個試驗臺（柜）由六部分組成：殼體、計算機盒（內(nèi)含計算機主板、JS卡、AD卡板、電源）、操作面板，配電板（上有濾波器、變壓器、功放板、電源插座），小信號放大板。用戶可根據(jù)需要加配打印機、油耗儀、大屏幕顯示儀、彩色顯示器等。
工控機盒示意圖如下：

卡上插口含義如下：1--- RS232-15芯，JS計數(shù)卡的撥碼接口 
2--- RS232-9芯，JS計數(shù)卡的轉(zhuǎn)速輸入和水油門控制接口 
3--- RS232-25芯，AD卡電壓輸入接口 
4---工控卡的顯示器接口
5---工控卡的鼠標(biāo)接口
6--- RS232-9芯接口，工控卡的串行口 ，用于油耗通信（大屏幕通信） 
7---工控卡的鍵盤接口
8---RS232-9芯接口，工控卡的擴展，用于上位機通信
2．工作原理：
在EMC900試驗臺（柜）設(shè)計過程中，根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢，選用了高檔工業(yè)控制計算機，使用戶升級十分方便，并使各項功能得能進一步加強。
負(fù)荷，溫度，壓力等模擬信號經(jīng)過調(diào)理后，變成0—10V標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，變成計算機所需的數(shù)字量。
轉(zhuǎn)速信號經(jīng)整形放大后，直送JS計數(shù)卡，經(jīng)計算機計數(shù)后變成相應(yīng)數(shù)字量。
計算機根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，綜合用戶面板的給定狀態(tài)，經(jīng)過一系列控制算法的運算，變成直接推動水油門執(zhí)行器的脈沖信號，實現(xiàn)了計算機直接數(shù)字控制（DDC）。

五．訂貨需知
　1）EMC900為先進的測功器控制儀器，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)配置及特殊配置兩種形式。 
標(biāo)準(zhǔn)配置的EMC900包括轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、油耗率測量（不含HZB油耗變送器）和五種控制方式（發(fā)動機：恒位置、恒轉(zhuǎn)速 測功器：恒位置、恒扭矩、恒轉(zhuǎn)速）；輔助監(jiān)察參數(shù)有排氣溫度、冷卻水溫度、機油溫度、機油壓力等；可為用戶提供“緊急停車”、“發(fā)動機啟動”等觸點信號，所有信號線均為10米電纜屏蔽線，并留有“打印機”、“大屏幕顯示器”、“上位機”通信接口。外觀型式為臺式。
對特殊配置的EMC900，可根據(jù)用戶要求專門訂貨。
在上述標(biāo)準(zhǔn)配置的基礎(chǔ)上，可增加計算機顯示器，鍵盤，硬盤，軟驅(qū)，鼠標(biāo)。模擬量輸入路數(shù)可達40路，并可擴展3路頻率信號和12路I/O開關(guān)信號（其中4路I/O）為光隔離）。使用功能可增加程控設(shè)置及運行、數(shù)據(jù)存儲、報表編輯及打印、常規(guī)曲線繪制、手工參數(shù)的輸入、大氣狀況修正等。外觀型式可有臺式或柜式兩種。
　2）EMC900配有大屏幕顯示器和上位機通信接口，均為RS232方式。（工控卡上RS232-9芯插座第2、3、5腳功能分別為接收、發(fā)送、地）其含義如下：
　　A）大屏幕顯示器（DX2000）： COM1/COM2口
通訊方式為51系列單片機方式3，波特率1200，共發(fā)送13個字節(jié)
　　B）上位機通訊 COM2口
通訊方式：1200波特率，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，帶偶校驗，共發(fā)送數(shù)據(jù)30個字節(jié)。
　　C）與油耗儀通信 COM1口
EMC900波特率為1200bit/s
油耗儀向EMC900發(fā)送數(shù)據(jù)格式：第一字節(jié)：0AAH 第二字節(jié)：055H 
第三字節(jié)：時間高八位 第四字節(jié)：時間低八位 第五字節(jié)：重量高八位 第六字節(jié)：重量低八位 
EMC900向油耗儀發(fā)送格式（油耗儀接收數(shù)據(jù)格式）：0EEH，如為0EEH油耗儀則開始測量。

六．用戶服務(wù)
　1） 本廠產(chǎn)品對用戶實行三包服務(wù)；
　2） 產(chǎn)品自發(fā)貨之日起12個月內(nèi)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備不符合技術(shù)條件的本廠給予免費修理。
　3） 如有技術(shù)問題，可與我公司聯(lián)系。

EMC2000計算機數(shù)據(jù)處理程控系統(tǒng)

上位機控制系統(tǒng)配置

上位機系統(tǒng)采用工業(yè)級PC機，配置如下：

•  CPU：P4 主流配置＞2.4G
• RAM：256MB
• HD：80G
•  CD-ROM：50速光驅(qū)
• 顯卡RAM：64M
• 顯示器：15寸LG顯示器
• 操作系統(tǒng)：Windows 2000

主要功能

整個上位機控制系統(tǒng)以組態(tài)專用軟件為核心，配以試驗條件編輯、試驗數(shù)據(jù)處理、試撿過程控制等軟件，上、下機之間通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，完成整個船用發(fā)動機試驗控制過程中全部數(shù)據(jù)處理及屏幕顯示。所有的測量參數(shù)均可在顯示器上顯示。顯示方式：數(shù)字顯示和曲線顯示。扭矩、功率和油耗可以由計算機自動校正。

按設(shè)定步驟自動完成各項程序控制試驗。步數(shù)的組合可根據(jù)試驗任意組合。

測量的數(shù)據(jù)按JIS標(biāo)準(zhǔn)和GB/T6072.1-200國家標(biāo)準(zhǔn)對功率、扭矩、油耗進行運算、修正、統(tǒng)計分析和輸出。

在計算機屏幕上可自動生成各種普通試驗特性曲線和試驗數(shù)據(jù)報表（可導(dǎo)出Word或Excel格式）。

軟件采用即插即用的設(shè)計技術(shù)，由用戶增刪、編輯、調(diào)整、顯示測量參數(shù)。

軟件容易擴展，而不需要修改原程序；具有自學(xué)習(xí)和自組織功能，對發(fā)動機故障數(shù)據(jù)庫的自擴充，具有故障記錄功能，逐步實現(xiàn)人性化操作

顯示區(qū)域

計算機界面示意圖：

擴展功能

•  報警功能

可對所有測量參數(shù)，設(shè)定三級報警，報警設(shè)置界面如下：

•  控制方式

手動控制

上位機手動控制等同于下位機直接控制。手動控制建議直接用下位機操作。

程序控制

程序控制控制窗口，見下圖

•  實時曲線

曲線顯示區(qū)

實時曲線顯示可以監(jiān)視發(fā)動機運行狀況,單擊實時曲線,出現(xiàn)以下窗口,見圖

• 記錄與打印輸出

         系統(tǒng)可實時記錄所有測量參數(shù)，并可根據(jù)用戶格式或國標(biāo)格式打印輸出。

• 曲線打印

可根據(jù)用戶要求打印出曲線圖，X,Y 軸的參數(shù)名稱用戶自行設(shè)定，見下圖