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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的自動化臺架試驗系統(tǒng)。
二．技術(shù)性能與指標
　１． 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。快慢速設(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） 標準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。
　２． 技術(shù)指標：
　1） 測量參數(shù)及指標
　　儀器測量參數(shù)量程及準確度
　參 數(shù) 測 量 范 圍 適配傳感器型號 準 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
*機油壓力可有遠傳壓力表或壓力變送器采集

　2） 測量參數(shù)顯示
　① 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。
　② 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。
　③ 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。
負荷，溫度，壓力等模擬信號經(jīng)過調(diào)理后，變成0—10V標準模擬信號，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)有標準配置及特殊配置兩種形式。 
標準配置的EMC900包括轉(zhuǎn)速、負荷、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。
在上述標準配置的基礎(chǔ)上，可增加計算機顯示器，鍵盤，硬盤，軟驅(qū)，鼠標。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標準和GB/T6072.1-200國家標準對功率、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；具有自學習和自組織功能，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