CN109633303A - 一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法，包括取力发电系统和与发电系统通过CAN总线连接的Labview上位机；Labview上位机包括数据发送区、数据接收区和人机界面，人机界面分别与数据发送区、数据接收区信号连接，数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析，数据的自动记录保存，可针对不同类型的发电机设置相关的参数整定，可通过手动或自动方式测试，具备功能扩展，可以满足车载取力发电工况的测控需求，解决了传统测试发电机费用较高，而且测试准确性不高的缺陷。

Description

一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法

技术领域

本发明涉及取力发电系统测试技术领域，尤其涉及一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法。

背景技术

车载取力发电系统的许多重要功能都和电机，控制器直接相关；由于电机和控制器设计往往无法一步到位，需要试制样机，经测试找出其性能上的偏差。在发电机和控制器研制过程中，除了对设计和控制理论进行研究外，还需要经常对产品进行长时间的带载测试，模拟在各种转速及负载情况下的工况，验证动静态性能及相关技术指标。相关测试往往需要在台架上，用测功机拖动，并进行相关试验。

目前市场上采用的测功机系统，配置有相关配套的软件，但此类型的测功机主要针对发电机的电动工况，且价格昂贵，许多功能在以发电为主的工况下基本用不上，造成资源浪费，配套的软件不具备二次开发功能，无法满足车载取力发电工况的测控需求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法，数据的自动记录保存，可针对不同类型的发电机设置相关的参数整定，可通过手动或自动方式测试，具备功能扩展，可以满足车载取力发电工况的测控需求。

本发明提出的一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法，包括取力发电系统和与发电系统通过CAN总线连接的Labview上位机；Labview上位机包括数据发送区、数据接收区和人机界面，人机界面分别与数据发送区、数据接收区信号连接，数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析。

进一步地，数据发送区包括对取力发电系统进行检测的自动测试模块、系统控制模块和参数整定模块。

进一步地，数据接收区包括功能模块的状态监视模块、波形和历史曲线、自动数据储存；功能模块的状态监视模块包括发电机状态监视模块、发电机控制器状态监视模块、逆变器状态监视模块、增功器状态监视模块、蓄电池状态监视模块，波形和历史曲线包括系统性能曲线 、温升曲线。

进一步地，所述数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，包括如下步骤：

判断数据打包是否异常；

若是，则进入异常数据处理；

若否，则通过CAN总线发送到取力发电系统中。

进一步地，所述数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析，包括如下步骤：

判断数据解析是否故障；

若是，则进入故障状态处理；

若否，则进入数据接收区。

进一步地，取力发电系统包括发电机、发电机控制器、增功器、逆变器和用于对增功器供能的蓄电池组，Labview上位机通过CAN卡分别与发电机控制器、增功器、逆变器、发电机、蓄电池通讯连接，发电机输出端与发电机控制器输入端连接，增功模块的输入端与蓄电池组连接、输出端与发电机控制器的输出端并联形成公共母线以作为逆变器的输入，发电机控制器与逆变器通过CAN总线连接。

进一步地，所述人机界面上分别设置有控制发电机控制器、增功器、逆变器、发电机、蓄电池的开关机按钮。

进一步地，取力发电系统还包括拖动电机、变频器，拖动电机输出端与发电机输入端通过皮带传动连接，拖动电机输入端通过变频器并入电网。

进一步地，一种基于Labview的发电机对拖平台监控方法，包括如下步骤：

人机界面将输入的数据发送到数据发送区；

数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中；

数据接收区接收取力发电系统中的反馈数据；

数据接收区将反馈数据发送到人机界面。

进一步地，所述数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中之前，数据发送区对数据有效性进行检查。

本发明提供的一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法的优点在于：本发明结构中提供的一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统及方法，Labview上位机具备CAN总线通讯功能，可控制取力发电系统的开关机，自动测试相关项目，对相关数据的实时图形显示，数据的自动记录保存，可针对不同类型的发电机设置相关的参数整定，可通过手动或自动方式测试，具备功能扩展，可以满足车载取力发电工况的测控需求；波形和历史曲线能直观显示数据的变化，可以加速相应电机的验证测试与开发进度；而且监控系统在整个检测过程中通过自动数据储存将解析的有效数据进行记录保存，方便过程状态的查看；数据在发送和接收时，均有相应的异常处理，使得Labview上位机上储存的数据均为有效数据，即由数据所得到的相关曲线具有较高的准确性，能较大程度上反映取力发电系统中各个模块的运行状态。

附图说明

图1为本发明一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统的结构示意图；

图2为本发明一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统的Labview上位机系统示意图；

图3为本发明一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统的蓄电池状态示意图；

图4为本发明一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统的功能模块的温度示意图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

参照图1，本发明提出的一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统，包括取力发电系统和与发电系统通过CAN总线连接的Labview上位机；Labview上位机包括数据发送区、数据接收区和人机界面，人机界面分别与数据发送区、数据接收区信号连接，数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析。

Labview上位机通过CAN总线与取力发电系统连接，实现了对取力发电系统的实时控制，进而实现对发电机的实时检测和控制。

如图2所示，上位机中设置的数据发送区和数据接收区能实时将数据进行相应的打包和解析，不仅实现了自动测试，数据自动记录，而且通过对数据进行有效性筛选，提高了测试的精确性。

数据发送区包括对取力发电系统进行检测的自动测试模块、系统控制模块和参数整定模块。数据接收区包括功能模块的状态监视模块、波形和历史曲线、自动数据储存；功能模块的状态监视模块包括发电机状态监视模块、发电机控制器状态监视模块、逆变器状态监视模块、增功器状态监视模块、蓄电池状态监视模块，波形和历史曲线包括系统性能曲线、温升曲线。

通过以上具体数据的体现，测试人员对过程状态能实时查看，并可以对偏差较大的状态，分析数据时，将其剔除，提高数据的准确度，和对发电机测试的准确度。

取力发电系统包括发电机、发电机控制器、增功器、逆变器和用于对增功器供能的蓄电池组，Labview上位机通过CAN卡分别与发电机控制器、增功器、逆变器、发电机、蓄电池通讯连接， CAN卡硬件电路可对总线数据将进行收发，CAN卡的驱动程序中有相应DLL库和API函数。Labview上位机调用API函数，即可访问CAN数据。通过CAN总线实现相关功能的扩展。

发电机输出端与发电机控制器输入端连接，增功模块的输入端与蓄电池组连接、输出端与发电机控制器的输出端并联形成公共母线以作为逆变器的输入，发电机控制器与逆变器通过CAN总线连接。取力发电系统还包括拖动电机、变频器，拖动电机输出端与发电机输入端通过皮带传动连接，拖动电机输入端通过变频器并入电网。增功模块通过蓄电池组供电，增功模块内部的均流处理使得增功模块的输出功率稳定，增功模块和发电机控制器的输出端并联，在保证交流负载的运行稳定的前提下，进而实现调整发电机控制器的输出功率。

所述人机界面上分别设置有控制发电机控制器、增功器、逆变器、发电机、蓄电池等功能模块的开关机按钮，各个按钮可分别操作各个功能模块的开关机，在故障紧急状态下可进行急停操作。开关机进行急停操作时，由于上位机可以设置于远离测试装置，因此操作人员可以根据指示或者对相应曲线的判断，及时的通过开关机对设备进行急停，实现故障下对设备的保护。

进一步地，所述发电机状态监视模块用于对发电机的运行状态进行监视，所述发电机控制器状态监视模块用于对发电机控制器的运行状态进行监视，所述逆变器状态监视模块用于对逆变器的运行状态进行监视，所述增功器状态监视模块用于对增功器的运行状态进行监视，所述蓄电池状态监视模块用于对蓄电池的运行状态进行监视。通过以上功能模块的状态监视模块对相应的功能模块进行检测，多种状态监视模块相互独立检测，并将数据输送到同一的上位机中进行处理分析，这种相互独立又统一的方式，由于状态监视模块检测时，相互不受影响，因此提高了状态监视模块的检测质量和检测效率。

信号连接包括有线连接，无线连接；有线连接包括宽带连接、光纤连接；无线连接包括WIFI连接、无线电连接。

进一步地，所述数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，包括如下步骤：

CAN总线协议里面设有数据校验，通过数据校验判断数据打包是否异常；

若是，则进入异常数据处理，将相关无效数据抛弃；

若否，则通过CAN总线发送到取力发电系统中。

通过判断数据打包是否异常，确保发送到取力发电系统的数据是正常有效的，避免异常或无效的数据造成取力发电系统在执行所接受数据时，出现调节不当的现象，致使Labview上位机对取力发电系统的监控出现偏差和异常。

进一步地，所述数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析，通过CAN总线协议将发送的数据进行解析，包括如下步骤：

CAN总线协议里面设有数据校验，通过数据校验判断数据解析是否故障；

若是，则进入故障状态处理，将相关无效数据抛弃；

若否，则进入数据接收区，其中解析的所有有效数据均进行自动记录保存。

通过判断数据解析是否故障，确保Labview上位机接受的数据是正常且有效的，避免Labview上位机因接收异常或无效的数据所造成的监控偏差或异常的现象。

以上通过对数据的打包和解析的有效性检测，使得所记录的数据均为有效数据，其避免了无效数据对发电机检测的影响。

通过以上方式对发电机的相关参数进行测试，本实施例中逆变器的逆变电压处于230左右幅值波动，并随着发电机转速的增加，逆变电压曲线基本是直线，表明逆变器控制的平稳性。

通过采集公共母线的实时电压值，并与公共母线的给定电压值比较，得到相应的实际母线电压波动情况，本实施例中公共母线的给定电压值为400幅值，测试过程中的实时电压值处于400幅值波动，说明公共母线电压控制平稳，实时电压值处于给定电压值的波动范围内。当实时电压值不处于给定电压值的波动范围内，通过人机界面调整相应的功能模块，以使得实时电压值处于给定电压值的波动范围内。

增功器状态监视模块实时采集增功器的输出电压，发电机控制器状态监视模块实时采集发电机的输出电压，增功器和发电机同时供应交流负载时，增功器和发电机的输出电压处于设定的参数波动，运行过程中，增功器状态监视模块实时对增功器的运行状态进行监视，所述发电机控制器状态监视模块实时对发电机控制器的运行状态进行监视，发电机通过发电机控制器调节输出电压值，当增功器和发电机的输出电压值波动不一致时，通过调整相应的功能模块，实现增功器和发电机处于设定的参数下波动。通过数据接收区的相关模块对取力发电系统中的相关运行数据进行实时检测，并通过相应的波形和历史曲线直观的显示相关运行数据，便于操作者对相关运行数据进行调整，和对波动较大的数据进行相应的筛选。

如图3所示，通过实时观测蓄电池状态，可以实时了解对发电机测试的监控平台运行正常，避免出现因蓄电池异常造成监控平台运行异常的状况。

如图4所示，发电机温度、拖动电机温度、增功器温度、逆变器温度均可以通过功能模块示意图实时显示，便于操作者实时通过人机界面调整相关运行数据。以避免相应的模块温度过高造成模块损伤的状况。

一种基于Labview的发电机对拖平台监控方法，包括如下步骤：

人机界面将输入的数据发送到数据发送区；

数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中；

数据接收区接收取力发电系统中的反馈数据；

数据接收区将反馈数据发送到人机界面。

进一步地，所述数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中之前，数据发送区对数据有效性进行检查。

通过以上步骤对数据进行输送和反馈，不仅能实现取力发电系统的准确执行相关数据，而且能将实际执行中的数据偏差通过反馈输送到上位机中，实现对发电机测试的实时偏差调整，提高了上位机对发电机的监控强度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，包括取力发电系统和与发电系统通过CAN总线连接的Labview上位机；

Labview上位机包括数据发送区、数据接收区和人机界面，人机界面分别与数据发送区、数据接收区信号连接，数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析。

2.根据权利要求1所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，数据发送区包括对取力发电系统进行检测的自动测试模块、系统控制模块和参数整定模块。

3.根据权利要求1所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，数据接收区包括功能模块的状态监视模块、波形和历史曲线、自动数据储存；功能模块的状态监视模块包括发电机状态监视模块、发电机控制器状态监视模块、逆变器状态监视模块、增功器状态监视模块、蓄电池状态监视模块，波形和历史曲线包括系统性能曲线、温升曲线。

4.根据权利要求1所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，所述数据发送区将数据打包并通过CAN总线发送到取力发电系统中，包括如下步骤：

判断数据打包是否异常；

若是，则进入异常数据处理；

若否，则通过CAN总线发送到取力发电系统中。

5.根据权利要求1所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，所述数据接收区接收来自取力发电系统通过CAN总线发送的数据并进行数据解析，包括如下步骤：

判断数据解析是否故障；

若是，则进入故障状态处理；

若否，则进入数据接收区。

6.根据权利要求1-5任一所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，取力发电系统包括发电机、发电机控制器、增功器、逆变器和用于对增功器供能的蓄电池组，Labview上位机通过CAN卡分别与发电机控制器、增功器、逆变器、发电机、蓄电池通讯连接，发电机输出端与发电机控制器输入端连接，增功模块的输入端与蓄电池组连接、输出端与发电机控制器的输出端并联形成公共母线以作为逆变器的输入，发电机控制器与逆变器通过CAN总线连接。

7.根据权利要求1-5任一所述的基于Labview的发电机对拖平台监控系统，其特征在于，取力发电系统还包括拖动电机、变频器，拖动电机输出端与发电机输入端通过皮带传动连接，拖动电机输入端通过变频器并入电网。

8.一种基于Labview的发电机对拖平台监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

人机界面将输入的数据发送到数据发送区；

数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中；

数据接收区接收取力发电系统中的反馈数据；

数据接收区将反馈数据发送到人机界面。

9.根据权利要求8所述的基于Labview的发电机对拖平台监控方法，其特征在于，所述数据发送区将数据打包发送到取力发电系统中之前，数据发送区对数据有效性进行检查。