CN203217355U - 起动机台架耐久试验集中控制采集系统 - Google Patents

Abstract

一种起动机台架耐久试验集中控制采集系统，包括主机和前端采集装置，所述主机内设置有控制装置、数据采集装置和数据处理装置，所述控制装置和数据采集装置通过所述前端采集装置分别与多台起动机电连接，所述数据处理装置与所述数据采集装置电连接。本实用新型既可以集中控制多个耐久台架的顺序工作，又可以高速采集试验过程中数据，同时分析试验数据，显示试验数据并存储试验数据，有效提高了起动机耐久试验特别是多台起动机耐久试验的效率和准确性，同时减轻了劳动强度。

Description

起动机台架耐久试验集中控制采集系统

技术领域

本实用新型涉及一种起动机台架耐久试验装置，特别是一种适用于多个台架的起动机耐久试验的起动机台架耐久试验集中控制采集系统。 

背景技术

对于一般的起动机台架耐久试验（将起动机安装在发动机上），采用单纯的1对1控制方式，控制起动机起、停；发动机油门的开、关。同时记录试验次数，成功次数和失败次数，每个台架需要一个控制装置，只关注起动机耐久次数。但对于规模大的起动机台架耐久试验室，拥有多个耐久台架，如果要同时控制多个台架耐久试验，现有技术中尚没有进行该耐久试验的集中控制采集系统，因而起动机台架耐久试验的数据采集、控制及分析等的协调均存在一定问题，影响了试验的效率和准确性。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于多个台架的起动机耐久试验的起动机台架耐久试验集中控制采集系统。 

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，包括主机和前端采集装置，所述主机内设置有控制装置、数据采集装置和数据处理装置，所述控制装置和数据采集装置通过所述前端采集装置分别与多台起动机电连接，所述数据处理装置与所述数据采集装置电连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，还包括数据存储装置，所述数据存储装置分别与所述数据采集装置和/或数据处理装置电连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，还包括数据显示装置，所述数据显示装置分别与所述数据采集装置和/或数据处理装置电连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述数据采集装置 包括电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元，所述电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元安装在设置于所述主机中的第一机箱内。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述数据采集装置还包括温度数据采集单元，所述温度数据采集单元包括温度数据采集板卡，所述温度数据采集板卡上设置有多路用于分别采集所述多台起动机温度的温度通道，所述多路温度通道分别通过热电偶与所述多台起动机连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述电压数据采集单元包括互相电连接的电压数据采集板卡和电压数据采集面包板，所述电压数据采集板卡上设置有多个模拟量输入通道，所述电压数据采集面包板上安装有多个电压数据采集子单元，所述电压数据采集子单元包括多个限流电阻、电压采集信号触发继电器和运算放大器，所述电压采集信号触发继电器分别与所述多个限流电阻和所述运算放大器电连接，所述电压采集信号触发继电器与所述控制装置连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述电流数据采集单元包括电流数据采集板卡，所述电流数据采集板卡上设置多路电流模拟量输入通道，每路所述电流模拟量输入通道分别连接有两个限流电阻。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述转速数据采集单元包括转速数据采集板卡和转速数据采集面包板，所述转速数据采集板卡上设置有多个开关量输入通道，所述转速数据采集面包板上设置有多个转速数据采集子单元，所述多个转速数据采集子单元分别与所述起动机连接，所述转速数据采集子单元包括光电耦合器、第一限流电阻和第二限流电阻。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述控制装置包括控制开关量单元和耐久控制开关量单元，所述控制开关量单元与发动机上的油压传感器连接，所述耐久控制开关量单元分别与每台所述起动机连接。 

上述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其中，所述控制开关量单元和耐久控制开关量单元安装在设置于所述主机中的第二机箱内，所述耐久控制开关量单元包括耐久控制开关量板卡，所述耐久控制开关量板卡通过控制继电器安装板与所述前端采集装置连接。 

本实用新型的有益功效在于： 

本实用新型既可以集中控制多个耐久台架的顺序工作，又可以高速采集试验过程中数据，同时分析试验数据，显示试验数据，存储试验数据，有效提高了起动机耐久试验特别是多台起动机耐久试验的效率和准确性，同时减轻了劳动强度。 

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。 

附图说明

图1为起动机台架耐久试验集中控制采集系统结构示意图； 

图2为本实用新型一实施例的第一机箱结构示意图； 

图3为本实用新型一实施例的第二机箱结构示意图； 

图4为本实用新型一实施例的控制继电器结构示意图； 

图5为本实用新型一实施例的电压数据采集单元接线图； 

图6为本实用新型一实施例的电压数据采集面包板结构图； 

图7为本实用新型一实施例的电流数据采集单元接线图； 

图8为本实用新型一实施例的转速数据采集面包板结构图； 

图9为本实用新型一实施例的温度数据采集单元接线图； 

图10为本实用新型一实施例的油压过载控制示意图； 

图11为本实用新型一实施例的前端采集装置电路接线图。 

其中，附图标记 

1  主机                 2  前端采集装置 

3  起动机               4  上位机 

5  第一机箱             6  电压数据采集板卡 

7  电流数据采集单元     8  转速数据采集板卡 

9  第二机箱             10 耐久控制开关量单元 

11 控制开关量单元       12 温度数据采集单元 

13 控制继电器安装板     14 电压数据采集面包板 

15 转速数据采集面包板   16 设备接线板 

17 控制继电器           18 电源 

19 限流电阻             20 电源 

21  电压采集信号触发继电器 

22  运算放大器 

23  主回路电流传感器 

24  电磁开关电流传感器 

25  电源 

26  光电耦合器 

27  第一限流电阻 

28  第二限流电阻 

29  发动机转速传感器 

30  电枢转速传感器 

31  热电偶 

32  油压传感器输出开关 

33  继电器 

34  继电器 

35  继电器 

36  主回路接触器 

37  起动机起停断接触器 

38  油门拉杆牵引磁铁 

39  蓄电池 

40  发动机电子控制单元 

41  信号采集屏蔽线 

42  继电器控制线 

100 数据采集装置 

200 控制装置 

300 数据处理装置 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述： 

参见图1，图1为起动机台架耐久试验集中控制采集系统结构示意图。本实用新型的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，包括主机1和前端采集装 置2，所述主机1内设置有控制装置200、数据采集装置100和数据处理装置300，所述控制装置200和数据采集装置100通过所述前端采集装置2分别与多台起动机3电连接，所述数据处理装置300与所述数据采集装置100电连接。本实用新型还可包括数据存储装置，所述数据存储装置分别与所述数据采集装置100和/或数据处理装置300电连接。还可包括数据显示装置，所述数据显示装置分别与所述数据采集装置100和/或数据处理装置300电连接。所述控制装置200包括控制开关量单元11和耐久控制开关量单元10，所述控制开关量单元11与发动机上的油压传感器连接，所述耐久控制开关量单元10分别与每台所述起动机3连接。其中，所述控制开关量单元11和耐久控制开关量单元10安装在设置于所述主机1中的第二机箱9内，所述耐久控制开关量单元10包括耐久控制开关量输出板卡，所述耐久控制开关量输出板卡通过控制继电器安装板13与所述前端采集装置2连接。 

其中，所述数据采集装置100包括电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元，所述电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元安装在设置于所述主机1内的第一机箱5中。该数据采集装置100还可包括温度数据采集单元12，所述温度数据采集单元12包括温度数据采集板卡，所述温度数据采集板卡上设置有多路用于分别采集所述多台起动机3温度的温度通道，所述多路温度通道分别通过热电偶与所述多台起动机3连接。 

本实施例中，所述电压数据采集单元包括互相电连接的电压数据采集板卡6和电压数据采集面包板14，所述电压数据采集板卡6上设置有多个模拟量输入通道，所述电压数据采集面包板14上安装有多个电压数据采集子单元，所述电压数据采集子单元包括多个限流电阻19、电压采集信号触发继电器21和运算放大器22，所述电压采集信号触发继电器21分别与所述多个限流电阻19和所述运算放大器22电连接，所述电压采集信号触发继电器21与所述控制装置200连接。 

其中，所述电流数据采集单元包括电流数据采集板卡7，所述电流数据采集板卡7上设置多路电流模拟量输入通道，每路所述电流模拟量输入通道分别连接有两个限流电阻。 

本实施例中，所述转速数据采集单元包括转速数据采集板卡8和转速数据 采集面包板14，所述转速数据采集板卡8上设置有多个开关量输入通道，所述转速数据采集面包板14上设置有多个转速数据采集子单元，所述多个转速数据采集子单元分别与所述起动机3连接，所述转速数据采集子单元包括光电耦合器26、第一限流电阻27和第二限流电阻28。 

下面以一个具体的实施例详细说明本实用新型的结构和工作原理，本实施例的起动机耐久试验集中控制采集装置主要包括如下功能： 

1）输出4个开关量，分别控制起动机起、停；发动机油门开、关；主回路接触器吸和、释放；备用控制点； 

2）每台起动机耐久试验有4个电压采集通道，2个电流采集通道，2个转速采集通道，2个温度采集通道分别采集起动机主回路电流、电磁开关控制电流，起动机30、30B、50、50c端电压；发动机转速数据、电枢转速数据；起动机定子机壳温度，电磁开关机壳温度。 

3）将采集的数据在labview软件中处理，处理试验前数据，试验过程中数据，试验后数据，数据指标全部合格后可以进行下一循环试验。 

4）设备操作显示；起动机电压曲线，起动机主回路电流曲线，电磁开关电流曲线，发动机转速曲线，电枢转速曲线，蓄电池放电特性曲线，起动机定子机壳温度，电磁开关机壳温度，耐久试验要求次数，耐久试验已经完成次数，顶齿次数，铣齿次数，每天发动机的总工作次数（便与按时进行发动机保养）。 

5）储存每台起动机每次工作时的数据，并可以随时回放之前储存的数据。安装labview程序的上位机连接装有10块板卡的2个CDAQ机箱。完成起动机的耐久试验的控制动作，数据采集，数据处理，数据显示，数据存储。 

采集装置主机1的作用是输出控制指令给前端采集装置2；将前端采集装置2采集的弱电信号输入到主机1上的板卡，通过labview软件处理，显示并储存这些信号。 

主机1安装有2个CDAQ机箱。参见图2，图2为本实用新型一实施例的第一机箱结构示意图。14块电压数据采集板卡NI92116。每块板卡有16个模拟量输入通道，电压采集采用差分方式，故每一块电压数据采集板卡NI92116可以采集2台起动机的共8路电压数据。参见图5，图5为本实用新型一实施例的电压数据采集单元接线图。 

将采集电压使用的100K限流电阻19，电压采集信号触发继电器21，运算 放大器22安装到采集电压用面包板14上，参见图6，图6为本实用新型一实施例的电压数据采集面包板结构图。每一路电压需要1个100K限流电阻19，每4台起动机需要1块采集电压用面包板14，所以每一块采集电压用面包板14上安装16个100K限流电阻19。每个运算放大器22中有4个晶体管，分别控制4台起动机的电压采集开始和停止，例如，当需要采集电压时，labview程序中指示控制开关量输出板卡NI940311的数字输出通道DIO8电平+输出，其对应的电压采集信号触发继电器21RLY1上电，5V电源2#18为其供电，其触点PLY1接通，1#起动机开始采集从采集装置前端2通过信号采集屏蔽线41传送到设备接线板TB16的电压信号。当DIO8电平停止输出，采集结束。编写的Labview程序根据需要和起动机的采集策略决定何时进行起动机电压信号采集。其余7台起动机电压数据采集同理。 

21块电流数据采集板卡NI92057。每块板卡有32个模拟量输入通道，电流采集采用差分方式，故每一块电流数据采集板卡NI92057可以采集8台起动机的共16路电流数据8路主回路电流，8路电磁开关电流。参见图7，图7为本实用新型一实施例的电流数据采集单元接线图。 

每路电流数据需要连接2个100K限流电阻19，参见图7。电流数据采集板卡NI92057直接采集被信号采集屏蔽线41传送到设备接线板TB16上的电流信号。同时将8台起动机共16路电流需要的32个100K限流电阻19安装到设备接线板TB16上。 

主回路电流传感器23设置为20mv=200A，电磁开关电流传感器24设置为1mv=1A，需要将采集板卡NI92057通过labview软件设置为通道mv输入，保证其快速输入。 

32块转速数据采集板卡NI94018。每块板卡有8个开关量输入通道，故每一块转速数据采集板卡NI94018可以采集4台起动机共8路转速数据4路发动机转速，4路起动机电枢转速。 

将采集转速数据使用的光电耦合器26，限流电阻680Ω27，限流电阻1KΩ28安装到采集转速用面包板15。参见图8，图8为本实用新型一实施例的转速数据采集面包板结构图。每一台起动机的转速数据发动机转速和起动机电枢转速需要1个光电耦合器26，1个限流电阻680Ω27，1个限流电阻1KΩ28。15V电源25为转速传感器供电，当发动机转速传感器29得到一个脉冲信号时， 此信号先到达前端采集装置2，参见图11，图11为本实用新型一实施例的前端采集装置电路接线图。通过信号采集屏蔽线41传送设备接线板TB16上，然后传送到采集转速用面包板15上，此时光电耦合器26对应的发光二极管工作，其对应的触点管脚导通，转速数据采集板卡NI94018相应的数字输入通道得到一个+脉冲输入来自5V电源2#20。Labview会记录下这个脉冲，同时labview程序中将设置定时器，统计一段时间内得到的脉冲数量来运算出对应的转速值。起动机电枢转速采集运算同理。 

参见图3，图3为本实用新型一实施例的第二机箱结构示意图。1耐久控制开关量输出板卡NI947710，其有32个数字输出通道，为每一台起动机提供4个开关量，分别为：主回路接触器通断、起动机起停，油门通断，备用控制点。 

如图3，耐久控制开关量输出板卡NI947710和控制继电器安装板13连接，耐久控制开关量输出板卡NI947710在Labview指令下输出+电平来控制安装在控制继电器安装板13上的控制继电器17，参见图4，图4为本实用新型一实施例的控制继电器结构示意图。 

控制继电器17的触点连接到设备接线板TB16上，由继电器控制线将控制指令传送的采集装置前端2上的相应的继电器33、34、35上，来实现耐久试验需要的动作，参见图11。 

图11中，以1#起动机工作为例： 

从设备接线板TB16上引出的控制线TB9-1和TB9-2输出24V连接到220V继电器KA133，用于控制主回路接触器，此继电器的触点控制主回路接触器KM136，KM136的触点负责切断和导通起动机的主回路，通过labview编写程序策略，当试验前检测起动机电压，电流，发动机转速，温度异常时候，TB9-1和TB9-2为220V继电器KA133断电，KM136触点断开主回路，起保护作用。 

从设备接线板TB16上引出的控制线TB1-11和TB1-12输出24V控制24V继电器1#34，用于控制起动机通断接触器，此继电器的触点控制起动机起停接触器KM237，KM237的触点负责控制起动机的开始工作和停止工作，通过labview编写程序策略，8台起动机依次工作，在每循环工作前，labview要检测板卡采集的电压，电流，转速，温度数据，全部正常后，KM237触点闭合起动机开始工作。 

从设备接线板TB16上引出的控制线TB1-4和TB1-3，只是单纯的触点，需要连接采集装置前端2上的24V电源，来控制24V继电器KA335，用于控制油门通断，此继电器KA335有2个触点，其中常闭触点KA3-1控制油门拉杆牵引磁铁CT38，CT38适用于机械油门发动机；常开触点KA3-2控制ECU的点火线圈的上电，适用于电喷发动机。通过labview编写程序策略，可以调整起动机工作、停止的时间和油门开启，关闭的时间，来设定起动机死托，超越时间，从而进行各种标准的起动机耐久试验。其余7台起动机耐久设置和1#起动机设置同理。 

2个控制开关量输出板卡NI940311，共有32个数字量IO，本装置使用其中的16非。0-7为电压数据采集激活点，参见图6。8-15点连接到发动机上的油压传感器32，参见图10，图10为本实用新型一实施例的油压过载控制示意图。当发动机油压信号异常时，8-15点得到高电平信号，设备提示工程师检查发动机机油压力。 

参见图9，图9为本实用新型一实施例的温度数据采集单元接线图。2个温度数据采集板卡NI921313，共有16路温度通道，采集全部8台起动机上的温度定子机壳+电磁开关机壳。温度数据采集板卡NI921313连接K型热电偶31直接测量起动机端温度。通过labview编写程序策略，每次循环开始前，要检测起动机端的2点温度是否在要求范围内，否则试验终止。 

本实用新型既可以集中控制多个耐久台架的顺序工作，又可以高速采集试验过程中数据，同时分析试验数据，显示试验数据，存储试验数据，有效提高了起动机耐久试验特别是多台起动机耐久试验的效率和准确性，同时减轻了劳动强度。 

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，包括主机和前端采集装置，所述主机内设置有控制装置、数据采集装置和数据处理装置，所述控制装置和数据采集装置通过所述前端采集装置分别与多台起动机电连接，所述数据处理装置与所述数据采集装置电连接。 

2.如权利要求1所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，还包括数据存储装置，所述数据存储装置分别与所述数据采集装置和/或数据处理装置电连接。 

3.如权利要求1或2所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，还包括数据显示装置，所述数据显示装置分别与所述数据采集装置和/或数据处理装置电连接。 

4.如权利要求1或2所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述数据采集装置包括电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元，所述电压数据采集单元、电流数据采集单元和转速数据采集单元安装在设置于所述主机中的第一机箱内。 

5.如权利要求4所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述数据采集装置还包括温度数据采集单元，所述温度数据采集单元包括温度数据采集板卡，所述温度数据采集板卡上设置有多路用于分别采集所述多台起动机温度的温度通道，所述多路温度通道分别通过热电偶与所述多台起动机连接。 

6.如权利要求4所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述电压数据采集单元包括互相电连接的电压数据采集板卡和电压数据采集面包板，所述电压数据采集板卡上设置有多个模拟量输入通道，所述电压数据采集面包板上安装有多个电压数据采集子单元，所述电压数据采集子单元包括多个限流电阻、电压采集信号触发继电器和运算放大器，所述电压采集信号触发继电器分别与所述多个限流电阻和所述运算放大器电连接，所述电压采集信号触发继电器与所述控制装置连接。 

7.如权利要求4所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述电流数据采集单元包括电流数据采集板卡，所述电流数据采集板卡 上设置多路电流模拟量输入通道，每路所述电流模拟量输入通道分别连接有两个限流电阻。 

8.如权利要求4所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述转速数据采集单元包括转速数据采集板卡和转速数据采集面包板，所述转速数据采集板卡上设置有多个开关量输入通道，所述转速数据采集面包板上设置有多个转速数据采集子单元，所述多个转速数据采集子单元分别与所述起动机连接，所述转速数据采集子单元包括光电耦合器、第一限流电阻和第二限流电阻。 

9.如权利要求1、2、5、6、7或8所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述控制装置包括控制开关量单元和耐久控制开关量单元，所述控制开关量单元与发动机上的油压传感器连接，所述耐久控制开关量单元分别与每台所述起动机连接。 

10.如权利要求9所述的起动机台架耐久试验集中控制采集系统，其特征在于，所述控制开关量单元和耐久控制开关量单元安装在设置于所述主机中的第二机箱内，所述耐久控制开关量单元包括耐久控制开关量板卡，所述耐久控制开关量板卡通过控制继电器安装板与所述前端采集装置连接。 

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