工程機械全自動檢測系統(tǒng)

　　工程機械全自動檢測系統(tǒng)是由檢測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、管理系統(tǒng)組成，具有小型化、集成化和智能化的特點。它采用集中控制模式，通過多通道傳感器和信號預處理對工程機械的液壓系統(tǒng)、發(fā)動機、電氣、制動力、尾氣煙度、速度等進行檢測。其中檢測系統(tǒng)是其重要組成部分，由主控系統(tǒng)、注冊系統(tǒng)及外圍設備構成。檢測系統(tǒng)的框圖如圖1所示，基本要求是：
　　(1)計算機硬件配置應滿足軟件系統(tǒng)的要求。
　　(2)系統(tǒng)應具有良好的抗干擾性能。
　　(3)具有良好的價格比。
　　由圖1可知傳感器是實現(xiàn)自動檢測和控制的首要環(huán)節(jié)，起著準確檢測工況及故障信息的作用。所以傳感器信號的處理對整個檢測系統(tǒng)的可靠性起非常重要的作用。
　　1 傳感器信號處理電路的設計
　　傳感器主要是接受被測對象的各種非電量信號，并將其轉化為電信號(圖2)。但此信號一般比較小，須經(jīng)過放大處理，提高信噪比，抑制零漂，增強抗干擾能力，以滿足數(shù)據(jù)采集板的要求。
　　1.1 制動壓力傳感器的信號處理方法
　　用于檢測工程機械制動力的傳感器是全橋壓力傳感器，一端是全橋壓力傳感器的橋式電路，采用Rs1、Rs2和電位器Rw調零，其中橋式電路的四個電阻R1=R2=R3=R4。另一端是大范圍增益調整電路，采用AD522高精度型放大器，AD522內部結構采用運放和電阻的組合外，關鍵是設計了數(shù)據(jù)保護端(DGND)，它使放大器適應惡劣環(huán)境下的檢測工作。
　　1.2 轉度傳感器的信號處理方法
　　光電轉速傳感器輸出幅值+12V，并與轉速成正比的脈沖序列信號，因此只需要經(jīng)過一級電壓跟隨器進行信號處理。
　　2 數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)
　　系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要包括模擬量信號接口板、開關量信號接口板和數(shù)據(jù)采集板等組成，如圖3所示。它說要完成對各路信號的數(shù)據(jù)采集，并傳送給主控機。
　　C80采集板是數(shù)據(jù)采集的核心，它控制數(shù)據(jù)的采集和存儲，是一種高性能的32位微處理芯片，其內部集成了中央處理器CPU、時鐘發(fā)生器、 DMA控制單元、中斷控制單元、定時控制單元、總線接口單元、總線控制邏輯單元、等待控制單元以及大容量的SRAM、EPROM等。其指令與 8086/8088匯編語言指令兼容，并能運行與MS-DOS兼容的軟件。
　　C80芯片配置的可編程中斷控制器8259A，用于接收來自STD總線的信號，負責對外圍設備的中斷。主板8259A共有8個中斷，其中 INT P8中斷源被系統(tǒng)指定為連接于8253定時/計數(shù)器作為系統(tǒng)時鐘中斷。其它中斷源連接打印中斷、外界中斷或系統(tǒng)保留等。此外，8253芯片的三個獨立的 16位定時/計數(shù)器，其中0定時/計數(shù)器的輸出在C80內部連接一中斷輸出，在C80內部連接一中斷輸出和INTP0作為時鐘或周期性中斷源。1定時/計數(shù)器在C80內部作為串行通訊單元的波特率發(fā)生口用：2定時/計數(shù)器的輸出連接STD總線的CNTRL信號端，提供給STD總線上其他設備用。
　　2.1 模擬信號的采集
　　采集模擬信號是通過AD574 A/D接口板實現(xiàn)的。通道部分具有單端32路輸入，并將選中的信號送入放大器后，由4片LF13508組成模擬多路開頭直接送到主控機中。
　　2.2 開關量輸入信號的調理
　　開關量輸入信號接口模板主要接收外部裝置或過程的開關狀態(tài)信號是以邏輯“1”或“0”出現(xiàn)的，其信號的形式是電壓、開關的觸點。為了將外部信號輸入到計算機，必須將現(xiàn)場輸入的開頭信號經(jīng)過整形電路、濾波電路、隔離電路轉換成計算機能接收的邏輯信號。
　　2.3 數(shù)字信號的采集
　　在數(shù)字信號接口板上有五片8253定時/計數(shù)器，以提供15路通道。每個通道可以單獨使用8253，它對外部時鐘進行定時和記數(shù)。
　　3 檢測系統(tǒng)的軟件
　　本系統(tǒng)采用面向對象的Borland C++語言設計開發(fā)。注冊系統(tǒng)負責登錄被檢工程機械相關信息并發(fā)送到主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)接受注冊系統(tǒng)的注冊內容，并進行實時檢測。
　　3.1 注冊系統(tǒng)
　　注冊系統(tǒng)對待檢工程機械進行登錄，它可以存儲19輛工程機械的信息，并設有熱鍵，通過熱鍵對待檢工程機械進行隊列調整、注冊修改、刪除等操作。
　　3.2 主控系統(tǒng)
　　主控系統(tǒng)負責項目檢測的數(shù)據(jù)測試、控制電機及電磁閥、結果顯示、存儲打印等工作，它包括實時測試、系統(tǒng)配置、查詢統(tǒng)計、標定測試、數(shù)據(jù)維護、系統(tǒng)幫助、退出系統(tǒng)。
　　在檢測開始時，主控系統(tǒng)接收注冊系統(tǒng)的注冊內容后，系統(tǒng)就自動地控制完成所有注冊的被檢測項目，在測試過程中可以進行圖文轉換;如有設備出現(xiàn)故障，也可以利用熱鍵進行人工干預控制。系統(tǒng)配置中包括通道的修改、開關量通道的修改、端口定義、延時設定等;在查詢統(tǒng)計中可以對所檢測的工程機械進行日統(tǒng)計、周統(tǒng)計、月統(tǒng)計和從某起始時間到終止時間的統(tǒng)計。在系統(tǒng)進行測試前，用標定設備對傳感器輸出信號進行標定，以保證測試的準確性。標定測試包括參數(shù)標定、標定顯示、模擬量測試、控制測試、輸入測試等方面的內容。數(shù)據(jù)維護包括對已檢工程機械的刪除、恢復、數(shù)據(jù)疊加等方面的內容。
　　4 結束語
　　通過近幾年研究和開發(fā)，其檢測系統(tǒng)的硬件及軟件不斷完善，在實際的應用過程中，檢測效率高、界面友好、功能齊全、操作方便、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、用戶反映良好。
　　摘 要：本文介紹了工程機械全自動檢測系統(tǒng)，此系統(tǒng)借助于計算機并通過多路傳感器對工程機械的發(fā)動機、速度、制動力等項目進行檢測，實現(xiàn)工程機械的全自動檢測。
　　關鍵詞：工程機械 檢測系統(tǒng) 傳感器
　　工程機械全自動檢測系統(tǒng)是由檢測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、管理系統(tǒng)組成，具有小型化、集成化和智能化的特點。它采用集中控制模式，通過多通道傳感器和信號預處理對工程機械的液壓系統(tǒng)、發(fā)動機、電氣、制動力、尾氣煙度、速度等進行檢測。其中檢測系統(tǒng)是其重要組成部分，由主控系統(tǒng)、注冊系統(tǒng)及外圍設備構成。檢測系統(tǒng)的框圖如圖1所示，基本要求是：
　　(1)計算機硬件配置應滿足軟件系統(tǒng)的要求。
　　(2)系統(tǒng)應具有良好的抗干擾性能。
　　(3)具有良好的價格比。
　　由圖1可知傳感器是實現(xiàn)自動檢測和控制的首要環(huán)節(jié)，起著準確檢測工況及故障信息的作用。所以傳感器信號的處理對整個檢測系統(tǒng)的可靠性起非常重要的作用。
　　1 傳感器信號處理電路的設計
　　傳感器主要是接受被測對象的各種非電量信號，并將其轉化為電信號(圖2)。但此信號一般比較小，須經(jīng)過放大處理，提高信噪比，抑制零漂，增強抗干擾能力，以滿足數(shù)據(jù)采集板的要求。
　　1.1 制動壓力傳感器的信號處理方法
　　用于檢測工程機械制動力的傳感器是全橋壓力傳感器，一端是全橋壓力傳感器的橋式電路，采用Rs1、Rs2和電位器Rw調零，其中橋式電路的四個電阻R1 =R2=R3=R4。另一端是大范圍增益調整電路，采用AD522高精度型放大器，AD522內部結構采用運放和電阻的組合外，關鍵是設計了數(shù)據(jù)保護端(DGND)，它使放大器適應惡劣環(huán)境下的檢測工作。
　　1.2 轉度傳感器的信號處理方法
　　光電轉速傳感器輸出幅值+12V，并與轉速成正比的脈沖序列信號，因此只需要經(jīng)過一級電壓跟隨器進行信號處理。
　　2 數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)
　　系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要包括模擬量信號接口板、開關量信號接口板和數(shù)據(jù)采集板等組成，如圖3所示。它說要完成對各路信號的數(shù)據(jù)采集，并傳送給主控機。
　　C80采集板是數(shù)據(jù)采集的核心，它控制數(shù)據(jù)的采集和存儲，是一種高性能的32位微處理芯片，其內部集成了中央處理器CPU、時鐘發(fā)生器、 DMA控制單元、中斷控制單元、定時控制單元、總線接口單元、總線控制邏輯單元、等待控制單元以及大容量的SRAM、EPROM等。其指令與 8086/8088匯編語言指令兼容，并能運行與MS-DOS兼容的軟件。
　　C80芯片配置的可編程中斷控制器8259A，用于接收來自STD總線的信號，負責對外圍設備的中斷。主板8259A共有8個中斷，其中 INT P8中斷源被系統(tǒng)指定為連接于8253定時/計數(shù)器作為系統(tǒng)時鐘中斷。其它中斷源連接打印中斷、外界中斷或系統(tǒng)保留等。此外，8253芯片的三個獨立的 16位定時/計數(shù)器，其中0定時/計數(shù)器的輸出在C80內部連接一中斷輸出，在C80內部連接一中斷輸出和INTP0作為時鐘或周期性中斷源。1定時/計數(shù)器在C80內部作為串行通訊單元的波特率發(fā)生口用：2定時/計數(shù)器的輸出連接STD總線的CNTRL信號端，提供給STD總線上其他設備用。
　　2.1 模擬信號的采集
　　采集模擬信號是通過AD574 A/D接口板實現(xiàn)的。通道部分具有單端32路輸入，并將選中的信號送入放大器后，由4片LF13508組成模擬多路開頭直接送到主控機中。
　　2.2 開關量輸入信號的調理
　　開關量輸入信號接口模板主要接收外部裝置或過程的開關狀態(tài)信號是以邏輯“1”或“0”出現(xiàn)的，其信號的形式是電壓、開關的觸點。為了將外部信號輸入到計算機，必須將現(xiàn)場輸入的開頭信號經(jīng)過整形電路、濾波電路、隔離電路轉換成計算機能接收的邏輯信號。
　　2.3 數(shù)字信號的采集
　　在數(shù)字信號接口板上有五片8253定時/計數(shù)器，以提供15路通道。每個通道可以單獨使用8253，它對外部時鐘進行定時和記數(shù)。
　　3 檢測系統(tǒng)的軟件
　　本系統(tǒng)采用面向對象的Borland C++語言設計開發(fā)。注冊系統(tǒng)負責登錄被檢工程機械相關信息并發(fā)送到主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)接受注冊系統(tǒng)的注冊內容，并進行實時檢測。
　　3.1 注冊系統(tǒng)
　　注冊系統(tǒng)對待檢工程機械進行登錄，它可以存儲19輛工程機械的信息，并設有熱鍵，通過熱鍵對待檢工程機械進行隊列調整、注冊修改、刪除等操作。
　　3.2 主控系統(tǒng)
　　主控系統(tǒng)負責項目檢測的數(shù)據(jù)測試、控制電機及電磁閥、結果顯示、存儲打印等工作，它包括實時測試、系統(tǒng)配置、查詢統(tǒng)計、標定測試、數(shù)據(jù)維護、系統(tǒng)幫助、退出系統(tǒng)。
　　在檢測開始時，主控系統(tǒng)接收注冊系統(tǒng)的注冊內容后，系統(tǒng)就自動地控制完成所有注冊的被檢測項目，在測試過程中可以進行圖文轉換;如有設備出現(xiàn)故障，也可以利用熱鍵進行人工干預控制。系統(tǒng)配置中包括通道的修改、開關量通道的修改、端口定義、延時設定等;在查詢統(tǒng)計中可以對所檢測的工程機械進行日統(tǒng)計、周統(tǒng)計、月統(tǒng)計和從某起始時間到終止時間的統(tǒng)計。在系統(tǒng)進行測試前，用標定設備對傳感器輸出信號進行標定，以保證測試的準確性。標定測試包括參數(shù)標定、標定顯示、模擬量測試、控制測試、輸入測試等方面的內容。數(shù)據(jù)維護包括對已檢工程機械的刪除、恢復、數(shù)據(jù)疊加等方面的內容。
　　4 結束語
　　通過近幾年研究和開發(fā)，其檢測系統(tǒng)的硬件及軟件不斷完善，在實際的應用過程中，檢測效率高、界面友好、功能齊全、操作方便、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、用戶反映良好。