CN117571305A - 一种驱动跑合试验台控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驱动跑合试验台控制系统，包括无线温振复合传感器和温度传感器，无线温振复合传感器通过无线网关与工控机无线连接，温度传感器通过通信管理机与工控机连接，工控机连接有计算机，还包括控制软件，本发明利用了无线温振复合传感器的无线传输功能，实现了对试验数据的自动读取和收集，不仅避免了工作人员在试验前期对传统有线传感器的检修、维护等大量工作，还使得本系统对试验数据的收集更加精确，自动化程度更高，进而使得本系统试验效率的显著提高，又通过加密算法的设置，成功实现了本系统中的数据库单元的安全性的显著提高，从而使得由数据库单元得来的试验报表的可信度大大提高，参考价值大大提高。

Description

一种驱动跑合试验台控制系统
技术领域
本发明涉及驱动跑合试验技术领域，具体涉及一种驱动跑合试验台控制系统。
背景技术
驱动跑合试验台是一种用于机车中轮对驱动装置的性能检测，该轮对驱动装置主要包括交流牵引电机、传动齿轮、车轴、车轮、轴箱和齿轮箱等。
目前，驱动跑合试验台常用有线的温度、振动传感器，进而对每个工位上的正在测试的轮对驱动装置的性能进行检测，检测后的数据经过计算机软件的处理自动生成表格，且不能更改，并写入标准数据库，方便后期用户的调取与查看。
然而，传统的有线传感器进行测量时，不仅使得工作人员在试验前的准备时间大大增加，还会导致读取试验数据的效率较低，且容易因为工作人员看错等情况而出现试验数据失真，进而导致试验的失败，同时，经过计算机软件生成的表格，虽然不能被更改，但是写入标准数据库的初始数据由于没有安全性、性价比较高的保密组件，使得其较为容易被篡改，从而导致试验数据失真，其参考价值大幅下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动跑合试验台控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种驱动跑合试验台控制系统，包括无线温振复合传感器和温度传感器，所述无线温振复合传感器通过无线网关与工控机无线连接，所述温度传感器通过通信管理机与工控机连接，所述工控机连接有计算机，所述无线温振复合传感器用于采集被检测设备的振动加速度峰值、速度有效值、位移峰峰值、振动频率和被检测设备的工作温度，所述温度传感器用于采集齿轮箱油温。
优选地，所述无线温振复合传感器包括有WiFi无线接口，可进行3330Hz频率的实时加速度数据传输，所述无线温振复合传感器上设置有通讯灯，当无线温振复合传感器进行数据传输时，通讯灯闪烁，所述无线温振复合传感器具备振动唤醒功能，可根据被检测设备的振动情况进入或退出工作模式，且振动唤醒阈值可手动设置。
优选地，所述无线网关包括工业级32位通信处理器、工业级无线模块、嵌入式实时操作系统，同时包括RS232、一个以太网LAN、一个以太网WAN以及一个WIFI接口，可同时连接串口设备、以太网设备和WIFI设备，进行数据透明传输功能、路由功能和ZigBee数据通信功能。
优选地，本系统还包括有动力集中型机车驱动试验工装，所述动力集中型机车驱动试验工装包括有安装平台、立柱支撑和轴箱支撑，所述动力集中型机车驱动试验工装的制造材料为碳素结构钢。
优选地，本系统还包括有控制软件，用于操作指令的输入、试验参数的设定、试验状态监视和试验数据的显示。
优选地，所述控制软件包括以下程序结构：第一层级为系统菜单，第二层级为用户身份验证，第三层级为数据采集程序、参数设置程序、试验项目选择、历史数据管理，第四层级为试验结果和报告，所述用户身份验证包含有三个等级用户身份，且各设密码，分别为维修等级用户身份、编程等级用户身份和操作等级用户身份，所述维修等级用户身份具有最高权限，可修改所有的内容，主要用于驱动跑合试验台的调试，所述编程等级用户身份具有驱动跑合试验台的工艺参数设定和试验操作权限，可修改工艺参数，但不能修改驱动跑合试验台在调试中设定的参数，所述操作等级用户身份只具有驱动跑合试验台的操作权限，必须按照设定的工艺参数进行操作。
优选地，所述控制软件还包括界面显示设计，所述界面显示设计根据不同的功能进行区域划分，分为公共信息区域和变化区域，所述公共信息区为每个试验项目都要求显示的信息，在试验过程中显示内容不变化，所述变化区域显示试验时的实时采集的数据，所述界面显示设计在计算机上进行显示。
优选地，所述维修等级用户身份在对驱动跑合试验台调试过程中的参数设定包括各测量点上限值、半自动工作模式的启闭，所述各测量点上限值包括各测量点的振动、温度、被检测设备中电机的转速、被检测设备中变频器输出频率的上限值。
优选地，所述工控机和计算机共同收集、存储、分析处理无线温振复合传感器和温度传感器采集的数据，此过程为数据处理过程，所述数据处理过程包括实时数据采集、根据用户预设的传动比计算后显示车轴转速、根据用户预设的车轮滚动圆直径计算后显示车轮运转线速度、并最终生成试验报表，所述试验报表可输入被测试设备的编号、型号、参数以及试验人员等信息，所述计算机会将试验时间等信息自动填入试验报表。
优选地，所述计算机还包括有数据库单元，用于存储工控机和计算机共同收集的无线温振复合传感器和温度传感器采集的数据，所述数据库单元设置有加密算法，包括以下步骤：第一步，当用户以维修等级用户身份登陆本系统后，进行访问数据库单元时，数据库单元会自动生成一串随机数字，分别为ABCD……，并自动发送另一串随机数字abcd……给另外一名具有维修等级用户身份的用户，第二步，该用户从另一个用户处得知abcd……后输入加密算法中，还需要从第三个具有维修等级用户身份的用户处获取密钥qQqq……，该密钥为“Q”代表着等比，“q”代表着等差，第三名用户在每次密钥使用后都会重新获得一个新的“Q”和“q”组成的密钥，第三步，该用户将从第三名用户处获取的密钥输入加密算法，经过计算即可获得数据库单元的访问密码A’B’C’D’……，该用户即可访问数据库单元，同时，该访问密码将群发给上述的另外两位用户其中,
，
，其中，当B等于0时，加密算法将B命令为1，当/>不等于整数时，采取四舍五入取整数，
，/>。
本发明的有益效果：
通过无线温振复合传感器、无线网关和工控机等的设置和共同协作，利用了无线温振复合传感器的无线传输功能，实现了对试验数据的自动读取和收集，不仅避免了工作人员在试验前期对传统有线传感器的检修、维护等大量工作，还使得本系统对试验数据的收集更加精确，自动化程度更高，进而使得本系统试验效率的显著提高，结构设置精巧，高效，应用前景广。
通过加密算法的设置，使得访问本系统中的数据库单元时，需要三名具有维修等级用户身份的用户的紧密配合，可通过将使用本系统的公司、客户、第三方列为这三名用户，相互监督，避免了数据库单元易被访问和篡改，且每次密钥的更新，不仅会留下痕迹，便于后期的核查，还使得本系统不会因为密钥的公布而降低加密等级，成功实现了本系统中的数据库单元的安全性的显著提高，从而使得由数据库单元得来的试验报表的可信度大大提高，参考价值大大提高，算法设计巧妙，在本系统实际操作过程中灵活匹配，具有较高的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中无线温振复合传感器和计算机的连接示意图；
图2是本发明中程序结构的示意图。
图中：1、无线温振复合传感器；2、无线网关；3、485通信管理机；4、温度传感器；5、工控机；6、计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1和图2所示，本发明为一种驱动跑合试验台控制系统，包括无线温振复合传感器1和温度传感器4，无线温振复合传感器1通过无线网关2与工控机5无线连接，温度传感器4通过485通信管理机3与工控机5连接，工控机5连接有计算机6，无线温振复合传感器1用于采集被检测设备的振动加速度峰值、速度有效值、位移峰峰值、振动频率和被检测设备的工作温度，温度传感器4用于采集齿轮箱油温。
无线温振复合传感器1包括有WiFi无线接口，可进行3330Hz频率的实时加速度数据传输，无线温振复合传感器1上设置有通讯灯，当无线温振复合传感器1进行数据传输时，通讯灯闪烁，无线温振复合传感器1具备振动唤醒功能，可根据被检测设备的振动情况进入或退出工作模式，且振动唤醒阈值可手动设置。
通过无线温振复合传感器1、无线网关2和工控机5等的设置和共同协作，利用了无线温振复合传感器1的无线传输功能，实现了对试验数据的自动读取和收集，不仅避免了工作人员在试验前期对传统有线传感器的检修、维护等大量工作，还使得本系统对试验数据的收集更加精确，自动化程度更高，进而使得本系统试验效率的显著提高，结构设置精巧，高效，应用前景广。
无线网关2包括工业级32位通信处理器、工业级无线模块、嵌入式实时操作系统，同时包括RS232、一个以太网LAN、一个以太网WAN以及一个WIFI接口，可同时连接串口设备、以太网设备和WIFI设备，进行数据透明传输功能、路由功能和ZigBee数据通信功能。
本系统还包括有动力集中型机车驱动试验工装，动力集中型机车驱动试验工装包括有安装平台、立柱支撑和轴箱支撑，动力集中型机车驱动试验工装的制造材料为碳素结构钢，使得本试验工装具有足够的强度、刚度和稳定性。
本系统还包括有控制软件，用于操作指令的输入、试验参数的设定、试验状态监视和试验数据的显示。
控制软件包括以下程序结构：第一层级为系统菜单，第二层级为用户身份验证，第三层级为数据采集程序、参数设置程序、试验项目选择、历史数据管理，第四层级为试验结果和报告，用户身份验证包含有三个等级用户身份，且各设密码，分别为维修等级用户身份、编程等级用户身份和操作等级用户身份，维修等级用户身份具有最高权限，可修改所有的内容，主要用于驱动跑合试验台的调试，编程等级用户身份具有驱动跑合试验台的工艺参数设定和试验操作权限，可修改工艺参数，但不能修改驱动跑合试验台在调试中设定的参数，操作等级用户身份只具有驱动跑合试验台的操作权限，必须按照设定的工艺参数进行操作。
控制软件还包括界面显示设计，界面显示设计根据不同的功能进行区域划分，分为公共信息区域和变化区域，公共信息区为每个试验项目都要求显示的信息，在试验过程中显示内容不变化，变化区域显示试验时的实时采集的数据，界面显示设计在计算机6上进行显示。
维修等级用户身份在对驱动跑合试验台调试过程中的参数设定包括各测量点上限值、半自动工作模式的启闭，各测量点上限值包括各测量点的振动、温度、被检测设备中电机的转速、被检测设备中变频器输出频率的上限值，其中，需要补充说明的是，半自动工作模式是根据用户试验大纲的要求进行3-5个试验阶段的试验设定，每个试验阶段的转速和时间可由用户预先设置，通过这样的设置，可以极大的加快试验进程，且试验过程中的自动化水平进一步提高，极大提高了试验效率。
工控机5和计算机6共同收集、存储、分析处理无线温振复合传感器1和温度传感器4采集的数据，此过程为数据处理过程，数据处理过程包括实时数据采集、根据用户预设的传动比计算后显示车轴转速、根据用户预设的车轮滚动圆直径计算后显示车轮运转线速度、并最终生成试验报表，试验报表可输入被测试设备的编号、型号、参数以及试验人员等信息，计算机6会将试验时间等信息自动填入试验报表。
计算机6还包括有数据库单元，用于存储工控机5和计算机6共同收集的无线温振复合传感器1和温度传感器4采集的数据，数据库单元设置有加密算法。
实施例2：
加密算法包括以下步骤：第一步，当用户以维修等级用户身份登陆本系统后，进行访问数据库单元时，数据库单元会自动生成一串随机数字，分别为248566，并自动发送另一串随机数字124564给另外一名具有维修等级用户身份的用户，第二步，该用户从另一个用户处得知124564后输入加密算法中，还需要从第三个具有维修等级用户身份的用户处获取密钥qQqqqq，该密钥为“Q”代表着等比，“q”代表着等差，第三名用户在每次密钥使用后都会重新获得一个新的“Q”和“q”组成的密钥，第三步，该用户将从第三名用户处获取的密钥输入加密算法，经过计算即可获得数据库单元的访问密码A’B’C’D’E’F’，即010562，该用户即可访问数据库单元，同时，该访问密码将群发给上述的另外两位用户，其中,
，/>，/>，，/>，。
实施例3：
加密算法包括以下步骤：第一步，当用户以维修等级用户身份登陆本系统后，进行访问数据库单元时，数据库单元会自动生成一串随机数字，分别为2222，并自动发送另一串随机数字1212给另外一名具有维修等级用户身份的用户，第二步，该用户从另一个用户处得知1212后输入加密算法中，还需要从第三个具有维修等级用户身份的用户处获取密钥qQqq，该密钥为“Q”代表着等比，“q”代表着等差，第三名用户在每次密钥使用后都会重新获得一个新的“Q”和“q”组成的密钥，第三步，该用户将从第三名用户处获取的密钥输入加密算法，经过计算即可获得数据库单元的访问密码A’B’C’D’，即0202，该用户即可访问数据库单元，同时，该访问密码将群发给上述的另外两位用户，其中，
，/>，，/>。
需要补充说明的是，当拥有秘钥的上述第三位用户去访问数据库单元时，该秘钥自动无效，加密算法会自动随机生成一串新的秘钥，发送给上述第一位用户或者上述第二位用户，此时，该第三位用户访问数据单元的步骤同上述步骤。
通过加密算法的设置，使得访问本系统中的数据库单元时，需要三名具有维修等级用户身份的用户的紧密配合，可通过将使用本系统的公司、客户、第三方列为这三名用户，相互监督，避免了数据库单元易被访问和篡改，且每次密钥的更新，不仅会留下痕迹，便于后期的核查，还使得本系统不会因为密钥的公布而降低加密等级，成功实现了本系统中的数据库单元的安全性的显著提高，从而使得由数据库单元得来的试验报表的可信度大大提高，参考价值大大提高，算法设计巧妙，在本系统实际操作过程中灵活匹配，具有较高的应用前景。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，包括无线温振复合传感器（1）和温度传感器（4），所述无线温振复合传感器（1）通过无线网关（2）与工控机（5）无线连接，所述温度传感器（4）通过485通信管理机（3）与工控机（5）连接，所述工控机（5）连接有计算机（6），所述无线温振复合传感器（1）用于采集被检测设备的振动加速度峰值、速度有效值、位移峰峰值、振动频率和被检测设备的工作温度，所述温度传感器（4）用于采集齿轮箱油温。
2.根据权利要求1所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述无线温振复合传感器（1）包括有WiFi无线接口，可进行3330Hz频率的实时加速度数据传输，所述无线温振复合传感器（1）上设置有通讯灯，当无线温振复合传感器（1）进行数据传输时，通讯灯闪烁，所述无线温振复合传感器（1）具备振动唤醒功能，可根据被检测设备的振动情况进入或退出工作模式，且振动唤醒阈值可手动设置。
3.根据权利要求2所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述无线网关（2）包括工业级32位通信处理器、工业级无线模块、嵌入式实时操作系统，同时包括RS232、一个以太网LAN、一个以太网WAN以及一个WIFI接口，可同时连接串口设备、以太网设备和WIFI设备，进行数据透明传输功能、路由功能和ZigBee数据通信功能。
4.根据权利要求1所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，还包括有动力集中型机车驱动试验工装，所述动力集中型机车驱动试验工装包括有安装平台、立柱支撑和轴箱支撑，所述动力集中型机车驱动试验工装的制造材料为碳素结构钢。
5.根据权利要求4所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，还包括有控制软件，用于操作指令的输入、试验参数的设定、试验状态监视和试验数据的显示。
6.根据权利要求5所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述控制软件包括以下程序结构：第一层级为系统菜单，第二层级为用户身份验证，第三层级为数据采集程序、参数设置程序、试验项目选择、历史数据管理，第四层级为试验结果和报告，所述用户身份验证包含有三个等级用户身份，且各设密码，分别为维修等级用户身份、编程等级用户身份和操作等级用户身份，所述维修等级用户身份具有最高权限，可修改所有的内容，主要用于驱动跑合试验台的调试，所述编程等级用户身份具有驱动跑合试验台的工艺参数设定和试验操作权限，可修改工艺参数，但不能修改驱动跑合试验台在调试中设定的参数，所述操作等级用户身份只具有驱动跑合试验台的操作权限，必须按照设定的工艺参数进行操作。
7.根据权利要求6所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述控制软件还包括界面显示设计，所述界面显示设计根据不同的功能进行区域划分，分为公共信息区域和变化区域，所述公共信息区为每个试验项目都要求显示的信息，在试验过程中显示内容不变化，所述变化区域显示试验时的实时采集的数据，所述界面显示设计在计算机（6）上进行显示。
8.根据权利要求7所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述维修等级用户身份在对驱动跑合试验台调试过程中的参数设定包括各测量点上限值、半自动工作模式的启闭，所述各测量点上限值包括各测量点的振动、温度、被检测设备中电机的转速、被检测设备中变频器输出频率的上限值。
9.根据权利要求8所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述工控机（5）和计算机（6）共同收集、存储、分析处理无线温振复合传感器（1）和温度传感器（4）采集的数据，此过程为数据处理过程，所述数据处理过程包括实时数据采集、根据用户预设的传动比计算后显示车轴转速、根据用户预设的车轮滚动圆直径计算后显示车轮运转线速度、并最终生成试验报表，所述试验报表可输入被测试设备的编号、型号、参数以及试验人员等信息，所述计算机（6）会将试验时间等信息自动填入试验报表。
10.根据权利要求9所述的一种驱动跑合试验台控制系统，其特征在于，所述计算机（6）还包括有数据库单元，用于存储工控机（5）和计算机（6）共同收集的无线温振复合传感器（1）和温度传感器（4）采集的数据，所述数据库单元设置有加密算法，包括以下步骤：
S1：当用户以维修等级用户身份登陆本系统后，进行访问数据库单元时，数据库单元会自动生成一串随机数字，分别为ABCD……，并自动发送另一串随机数字abcd……给另外一名具有维修等级用户身份的用户；
S2：该用户从另一个用户处得知abcd……后输入加密算法中，还需要从第三个具有维修等级用户身份的用户处获取密钥qQqq……，该密钥为“Q”代表着等比，“q”代表着等差，第三名用户在每次密钥使用后都会重新获得一个新的“Q”和“q”组成的密钥；
S3：该用户将从第三名用户处获取的密钥输入加密算法，经过计算即可获得数据库单元的访问密码A’B’C’D’……，该用户即可访问数据库单元，同时，该访问密码将群发给上述的另外两位用户其中,
，/>，其中，当B等于0时，加密算法将B命令为1，当不等于整数时，采取四舍五入取整数，/>，/>。
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