扭矩转速测试平台的研究及应用

Ｖ。采 集 仪 各 通 道 的测 量 卡 通 过 信 号 调 理 板 获 取 传 感器 返 回 的频 率 信 号 ，通 过 ＤＰ通 讯 模 块 将 各 通 道 的 实 际值 通过 Ｄ 电缆 上 传 到 数 采 工 控 机 。 Ｐ
以及 分 析 采 集 数 据 波 形 、按 要 求 格 式 生 成 报 表 、
Ｍａ ｕ ｌ 行 手 动 配 置 。 ｎ ａ进
橙 色 指 示灯 亮 ， 则 说 明 参 数 配 置 正 确 ，硬 件 连接 正 常 ， 能够 进 行数 据 交换 了 。 ＤＰ通 讯 设 置 成 功后 ， 需要 设置 通 信 模 式 以 还 及 该 通 信 模 式 下相 应 的参 数 配 置 。 需要 设 置 的参
文献 标识码 ：Ａ
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｕｅａ ｄ Ｓ ｅ ｅ ｏ ａ ｆ ｒ ｓａ ｃ ｎ ｌｃ ｔｏ ｆ Ｔｏ ｑ ｎ ｐｅ ｄ Ｓ ｎｓ ｒＰｌ ｔｏ ｍ
Ｃ ｅ ｉａ ， ｈｎ ｉＹ ｉｉｇ ｈｎＬｊ ｎ Ｚ ａ ｇＬ， ｕＨａ ｎ ｉ ｎ
１所 示 。扭矩 ／ 速 测 试 平 台 系统 由 ＮＩ数 采 工 控 转
ＭＧ ｐｕ Ｃ ｌｓ扭矩 ／ 转速 采 集 仪 包 括 的设 备 有 ：６
槽 机 箱 １台 、操 作显 示 面 板 １块 、通 讯 卡 １ 、 块 测 量 卡 ４块 （ 别测 量 两 路 扭 矩 和 转 速 信 号 ） 信 分 、 号 调 理 板 ４块 、ＤＰ通 讯 模 块 １块 。测试 平 台配
船 电技术
２０ ０９年
第 ７期
Ｖ １２ Ｎ ． ２０ ． ｏ ．９ ｏ ７ ０ ９７
扭矩转速测试平台的研 究及应用
陈立剑 张丽 于海 宁
（ 中国船舶 重工集 团公 司七一 二研 究所，武 汉 ４ ０ ６ ） ３０４
摘
要：本 文介 绍了一种 扭矩转 速测 试平 台，该平 台融合 了虚拟 仪器 的思想 ，实现 了对扭矩 、转 速的控 制与
机 、ＨＢ 公 司 的 扭矩 ／ Ｍ 转速 测 量 仪 ＭＧＣ ｌｓ 扭 ｐｕ 、 矩／ 转速 传 感器 ， ｏ ｈ ａ Ｗｏ ｄ ｅｄ公 司 的 Ｃ ＣＩ 列 通信 Ｐ 系
提高 ，在 大 型复 杂 机 械 系 统 中各 种 扭 矩 、转 速 的
准确 测 量 和 监控 成 为 急 需 解 决 的 问题 ， 因此 需 要
扭矩／ 速传 感器 转 其 他信 号 ２ｏ ２ ｖ￣
供一 个 程序 化 控 制 、 集 成 、 高效 和 可 扩 展 的 综 合
试验平台 。
图 １扭矩／ 速测试 平 台的 内、外 部接 口示意 图 转
２ 扭矩／ 转速 测试 平 台构成 与设计
整 体测 试 平 台系 统 内、外 部 接 口示 意 图如 图
在 轮 循 方 式 下 ，板 卡 内置 的数 据 库 与 ＤＰ其 他 站
点的数据交换将按照 Ｇ Ｄ 文件 的配制进行 ， Ｓ 无须 数采工控机的干预与控制 ，因此速度最 快。单次 循环一次理论值在 ｌ ｓ ０ｍ 以内，实测情 况下最大 值 也 不 会 超 过 ３ 。 ０ｍｓ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｌａ ｖ ｅ ＂ ｉｔ ａ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｒ ｕ ａ ｕ ｅ ｎ ， ｐｅ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂ ｉ ｗ，ｖ ｒｕ ｌ ｎ ｔｕ ｎ ， ｏ ｑ ｅｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｉ ＂ ’
１ 引 言
随着 工 业 生 产 自动 化 和 智 能化 程 度 的 日益
通讯 接 口卡 用 来 扩 展 ＤＰ通 讯 口。数 采 工 控 机 通 过 以太 网 口经 交 换 机 能够 对 ＭＧＣ ｌｓ扭 矩 ／ 速 ｐｕ 转 信 号 采集 仪进 行 配 置及 参 数 调整 。 同 时 ， 数 采 工
到 电 力拖 动 的 电 力 电子 技 术 等 领 域 。它 可 远 距 离
板 卡 、交 换 机 及 电源 模 块构 成 。其 中数 采 计 算机
为 数据 采 集 及 处 理 中心 ， 同时 也 是 人 机操 作接 口。
扭矩／ 转速 测试平 台
性 能 良好 的 扭矩 、转 速 测 量 系统 ，才 能适应 对 大
数采 计算机
型 、复 杂 、多工 况 的 机 械 系 统 的扭 矩 、转速 进 行
４ 在 Ｌ ｂ ｉ 中的 Ｄ ａ ｖｅ ｗ Ｐ通 信 的编程 设计
Ｌ ｂ ｉ 提 供 了丰 富 的 函数 库 及 多种 网络 接 ａｖｅ ｗ 口，使 得 系 统 的开 发 更 加方 便 。 同时 它还 能调 用
其他 应 用 程序 来 辅 助 编 程 。 ｏ ｈ ａ Ｗｏ ｄ ｅｄ公 司提 供 了 可供 调 用 的 ＡＰ ，方 便通 过 Ｌ ｂ ｉ 编 写应 用 程 Ｉ ａ ｖｅ ｗ 序进行 Ｄ Ｐ通 信 。通 讯 板 卡进 行 Ｄ 通讯 可 以采 Ｐ
Ｐ ＯＦ Ｂ — 广 泛 应 用 于 制 造 业 自动 化 、过 程 Ｒ Ｉ ＵＳＤＰ 控 制 自动 化 等 领 域 。由于 Ｐ Ｆ Ｂ ＲＯ Ｉ ＵＳ现 场 总 线 技 术 投 运 时 问较 长 ， 因而 它 的应 用 范 围 已渗 透 扩 散
测 试 平 台 的核 心 设 备 为 ＮＩ公 司 Ｐ ＸＩ系列 总 线 的数 采 工 控 机 。该 计 算 机 包 括 标 准 机 箱 、控 制 器 模 块 ， 时配 备 了 Ｗｏ ｄ ｅｄ公 司 的 Ｃ ＣＩ 列 同 ｏｈａ Ｐ 系
测试 。还详 细介绍 了该平 台 的硬 件组 成原理 、通讯 的配 置及软件 程序 的实现 方法 。 关键 词： ａｖｅ 虚拟 仪器 Ｌ ｂ ｉｗ 中图分类号 ：Ｔ ２Ｔ ２ ３ Ｈ８ Ｐ ７ 扭矩 测量 转速测 量 文章 编号 ：１ ０ ．８ ２（０ ９ ０ 。０ ８０ ０ ３４ ６ ２ ０ ） ７０ ３ ．３
控 机 与 ＭＧ ｐｕ Ｃ ｌｓ扭矩 ／ 速 信 号 采 集 仪 通 过 ＤＰ 转
电 缆通 信 ，获 取 当前 扭矩 、转 速 采 集 值 。 数采 工 控 机 通 过 Ｌ ｂ ｉｗ 编 写 程 序 实 现 系 统 的 数 据 监 ａ ｖｅ 测 、采 集 及 后 处 理 功 能 。具 体 的 ，包 括 采 样 间 隔 时 间 、采 集 通 道 、测 量 范 围 的设 置 ；对 采 集 通 道 的校 正功 能 ；对 信 号 的采 集 、存 储 及 显 示 功 能 ，
行设 置。
打 开 ｃｎ ｏｅ软 件 ， 图 ２可 以设 置 ＤＰ通信 ｏ ｓｌ 如
速 率 及 最 高 站 数 ， 以及 数 采 工 控 机 （ 即通 讯 接 口 卡 ） 的主 站 号 ，配 置 从 站 需 要 导 入 ＨＢ 扭 测 仪 Ｍ 的 ＧＳ 文 件 ，一 般 可 以采 用 自动 配 置方 式 即 可 ， Ｄ 如 需 白行 设 置 数 据 Ｉ 的长 度 ，也 可 选 择 右 边 的 Ｏ
系 列 的通 讯 接 口卡可 以作 主 站 或 从站 ，本 系 统 中 将 ＣＣ Ｐ Ｉ系列 的通 讯 接 口卡 设 置 为主 站 ， Ｍ 扭 ＨＢ
矩／ 速测 量仪设置为从站 。 转
图 ２ＤＰ通 信 参 数 设 置 界 面
Ｈ ＢＭ 扭 矩 ／ 速 测 量 仪 需 要 设置 从 站 号及 传 转
参 数 配 置 并 下载 到相 应 的 板 卡 中后 ， 上 电后
通 讯 板 卡 上 的 指 示 灯 的状 态 为 绿 色 灯 闪烁 ， 并且 ＨＢ 扭 测 仪 的 ＭＬ ７ 板 卡 上 的 ｄ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ Ｍ ７Ｂ ａａ ｅ ｃ ａ ｇ
输 速 率 ，通 讯 接 口卡 则配 置通 过 软 件 ｃｎ ｏｅ进 ｏ ｓｌ
打 印报 表 等 功 能 。
３ Ｄ Ｐ通 信 的 实现方 法
Ｐ ＯＦ Ｂ — Ｐ 总 线 是 为 高速 设 备 分 散 控 制 Ｒ Ｉ ＵＳ Ｄ 或 自动 化 控 制 而 设计 的 ，特 别 适 用 于 可编 程 控 制
器 与 现 场 级 分 散 Ｉ／Ｏ 设 备 之 间 的 通 信 。 目前
收 稿 日期 ：２ ０ —２２ ０ ９０ ７
作者 简介 ：陈立剑（９ ２） １８ 一 ，男，硕士，专 业方 向：电力 电子与 电力传 动 。
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船 电技 术
２０ 年 ０９
Байду номын сангаас第 ７期
备 ＨＢ 公 司 的 扭 矩 及 转 速 传 感 器 具 体 参 数 为 ［： Ｍ ３ １ 额 定扭 矩 ：８ Ｎ ・ ０ｋ ｍ、５ Ｎ ・ 各 一 套 ；额 定速 度 ０ｋ ｍ （ 依据 测 量 范 围 ） ０ ０ ６０ ｍ；信 号 传 递 方 ：３ ０ ￣ ０ ０ｒ ｐ 式 ：非 接 触 式 ； 矩 输 出信 号 ：１ Ｈｚ ５ｋ ／１ 扭 ０ｋ ￣ Ｈｚ￣ ０
数 有 板 卡 号 ， 功 能 号 ，循 环 延迟 时 间 ，写 地 址 ，
读 地 址 ，读 信 息格 式 等 。这 里 的板 卡号 不 一 定设
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船 电技术
２０ ０ ９年
第 ７期
置 与主 站 站 号 一致 ，但 是 设置 的值 需 要 与后 面 编 写程 序 时 所 提供 的板 卡 号 一致 ，默 认 值 为主 站 站
实现 这 个 目的 ，采 用 了基 于 Ｌ ｂ ｉｗ 的高 效 开 发 ａ ｖｅ
环 境 和 基 于 Ｐ 技 术 的模 块化 仪 器 ，为 用 户提 ＸＩ 』
黧 一 ｈ ｌＩ Ｌ Ｍ１ 徊 Ｇ￣ ｃ０ ｐ＂ ｌ ｕｉ ｓ
Ｉ Ｏ电缆ｌ Ｉ Ｉ ｌ ＩＩ Ｉ Ｏ电绸 ｌ供电端子
（ ｕ ａ ｎ ｔ ｕｅｏ ａ ｉｅＥｌｃｒｃＰ ｏ ｕｓｏ ， Ｉ Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４ Ｃｈ ｎ Ｗ ｈ ｎＩ ｓｉ ｔ ｆ ｒｎ ｅ ｔｉ ｒ ｐ ｌｉｎ ＣＳ Ｃ， ｔ Ｍ ｈ ｎ４ ０ ６ ， ｉａ）
ＡｂｔａｔＴ ｉｐ ｐ ｒｉｔ ｄ ｃｓａｍｅｓｒｍ ｎ ｐａ ｏｍ｝ｒｏｑ ｅａ ｄｓｅｄ Ｔ ｅ ｌｔ ｒ ａ ｏ ￣ｔｅｉｅ ｓｒｃ： ｈｓ ａ ｅ ｒ ｕｅ ａｕｅ ｅ ｔ ｌｔ ｒ ｂ ｒｕ ｎ ｐ ｅ ｈ ｐａ ｏｍ ｄｐ ｈ ａ ｎｏ ｆ ｔ ｆ ｄ ｏ ｒ ａ ｓｒｍｅｔＴ ｅ ｏ ｔ ｌ ｎ ｓｆ ，ｈ ｒｕ ｎ ｅｄｓｎｏ ｌｔ ， ａｅｒａｉ ｄ． ｈｓ ａ ｅ ｆｖ ｔ ｌｎｔ ｉｕ ｉ ｕ ｎ． ｈ ｎｒ ｄｔ ｔｏ． ｅ ｏｑ ｅ ｄｓ ｅ ｓｒ ａ ｏ ｒ ｌｅ Ｔ ｉｐ ｐ ｒ ｃ ｏａ ｅ ｔ ｔ ａ ｐ ｅ ｐ ｆ． ｅ ｚ ａｓ ｐ ｅｅｔｈ ｗｔｅｈ ｒｗ ｒ ｎ ｏｔａｅ ｒ ｏ ｐ ｓｄ ｌ ｒｓｎｓ ｏ ａｄ ａｅ ｄｓｆｗ ｒ ｅ ｍ ｏｅ ｏ ｈ ａ ａ ｃ