基于PXI控制器 的电梯检测方案开发

日期:2018-05-19 / 人气: / 来源:www.

基于PXI控制器 的电梯曳引机检测方案,既能提 高系统的自动化程度,又能充 分利用计算机的运算、处理、储存优势,解决人 工管理繁杂问题。给电梯 曳引机检测工作带来极大的扩展性,降低了测试成本。

测试系统结构

从整体 功能上可将测试系统分为测量系统和控制系统2部分。测试系 统的结构组成如图

电梯曳
引机检测方案测试系统结构

测量系 统以虚拟仪器技术为核心,由PXI控制器、采集卡和互感器组成,主要完 成测试过程的信号测量、数据处理等功能;控制系统由PLC、负载试验台子模块、脉动试 验台子模块以及扩展子模块组成,主要完 成设备状态监视、设备控制等功能。负载试 验台子模块完成曳引机的空载、负载、过负载、温升、失步检测;脉动试 验台子模块完成曳引机的反电动势谐波分析、脉动力矩分析、制动器制动性能检测;当上述 两个子模块不能满足测试需求时,可开发 一个或多个新的测试子模块,添加到扩展子模块。测试系统以PXI控制器作为上位机,上位机通过OPC通讯完成对PLC的监视和控制。由PLC控制测 试子模块对被测曳引机进行测试,测试数 据由传感器送到采集卡,采集卡通过PXI总线将 数据传给上位机,上位机 完成数据处理和存储,并自动生成实验报告。

测试系统的硬件设计

根据测试系统结构,分别设 计各个部分的硬件,设计的硬件满足5kW~45kW曳引机的测试要求。

上位机硬件设计

系统上位机采用PXI总线,并引用PXI嵌入式控制器和PXI测量设备。硬件采用基于PXI总线功 能强大的模块化虚拟仪器,充分发挥了PXI总线的优势。本文采用凌华的PXI.3950控制器和PXIS。2508机箱。PXI-3950是专为PXI平台混 合测试系统而设计研发的PxIT嵌入式控制器,采用Intel~Pentium~M或Intel~CoreTM2Duo处理器,能够为 各种测试和测量应用提供稳固的操作环境;PXIS.2508机箱可以兼容PXI和CompactPCI规范,提供1个系统槽和7个外设 槽来满足系统随时扩展的测试需求。

数据采集硬件设计

对于不 同类型的信号需要使用不同性能的采集卡,基于曳 引机测试的信号需求,选取凌华PXI.2022采集卡。采集卡提供了8/16通道差分输入,16位A/D转换器,采样速率可达250kHz,可满足 测试系统模拟量采集需求;采集卡提供2通道32位计数 器可满足测试系统脉冲信号采集需求。在多采 集卡的应用场合,可通过PXI总线触 发实现多卡同步采集,使系统 的应用极具灵活性。凌华还提供了32位LabVⅢW驱动程序,将PXI数据采集卡与LabVIEW软件开 发平台结合在一起。

负载试 验台子模块硬件设计

负载试 验台硬件为交直流电机对拖系统,结构如图

电梯曳
引机检测方案硬件架构

一般曳 引机额定转速都小于255r/min,若要通 过高转速的直流机模拟负载,必须为 对拖系统配置变速箱。被测曳 引机通过矢量控制型变频器驱动,直流电 机通过四象限运行的直流驱动器驱动。

负载试验台工作原理:试验中 直流电机为被测机的动力输出提供负载,并吸收 被测机的机械能量,直流驱 动器通过控制直流电机的上网电流控制被测机的扭矩,实现被测机的负载、过负载、温升、失步性能的测量。

脉动试 验台子模块硬件设计

脉动试 验台子模块是以曳引机作为原动机直接拖动被测曳引机,结构如图

电梯曳
引机检测方案联动试验模块

曳引机 通过矢量控制型变频器驱动,被测曳引机为从动机。为满足 反电势和脉动力矩测量的范围需求,试验中 被测曳引机转速和功率必须要小于等于曳引机的转速和功率。

脉动试验台工作原理:反电动 势谐波分析试验中变频器为速度模式,曳引机 为被测曳引机提供均匀的转速,测量系 统则自动测量被测曳引机进线绕组端电压及谐波分量;脉动力 矩试验中曳引机调节自身的输出转矩,并为被 测曳引机提供小于40r/min的转速,同时测 量系统自动记录转轴上转矩的波形;制动器 性能试验中制动器抱闸,再由曳 引机拖动被测曳引机进行旋转,同时测 量系统自动记录转轴上的波形,并计算 静摩擦力和动摩擦力的大小。

测试系统软件设计

测试系 统软件主要完成控制系统和测量系统的人机界面的开发,具体开 发的软件功能如图

电梯曳引机检测方案

测试系统软件在LabVIEW平台上 进行二次开发设计,运用LabVIEW模块化设计的思想,依据系 统软件功能划分为相对独立的功能模块,继而对 各功能模块进行开发设计。

测试系 统软件采用顺序流程结构设计,工作流程图如图

电梯曳引机检测方案

程序首 先初始化运行各功能模块,并通过NI OPC Server和PLC建立通讯,各功能 模块处于就绪状态;然后由 用户选择曳引机规格,程序则 调用该规格参数并发送到下位机,如往变 频器中设置被曳引机的额定电流、额定电压、额定功率、电机极对数等参数;再由用 户选择试验台及测试项目,程序则 调用不同的试验功能模块,之后程 序判断是否开始测试;测试开始以后,程序控 制下位机开启设备,同时测 量系统开始测量试验信号并对数据进行处理、保存直至测试结束。

测试系统验证

为验证 测试系统的准确性,对曳引 机进行了负载性能测试,将得到 的数据与日本横河WT3000功率分 析仪测得的数据进行比较。

实验仪器

采用横河WT3000高精度功率分析仪、日置电 流互感器和品致电压互感器作为实验测量仪器。

实验过程

由用户 选择曳引机规格和试验测试项目,测试开始。软件给 下位机发送试验开始指令,下位机 通过系统反馈的实际转矩来调节被测曳引机的负载。当上位 机收到数据采集指令后,系统自动采集数据,与此同时人工打印WT3000的测量数据。

实验结果

实验结果如图

电梯曳引机检测方案

图中LV为测试系统测量结果;WT3000为横河仪器测量结果。从图可以看出,两种测 试方法获得的电流、电压、功率功 率因素和输入功率数据误差都很小,说明测 试系统准确性比较高。

测试系 统以虚拟仪器技术为核心,通过软 硬件的无缝集成,以合理 的配置实现了曳引机各项性能测试要求。经实际 应用表明该系统在测试效率、测试精度、灵活性、可靠性 等方面具有优越性,解决了 传统测试方法存在的人为误差和工作效率低等问题。同时该 测试系统采用模块化设计可以方便地进行软硬件的扩展。除现有 的两个测试功能子模块以外,还可根据实际需要,开发出新的扩展模块,充分体 现了灵活性和可扩展性的特点。该测试 系统为曳引机性能测试提供可靠的技术支撑,在实际 应用中有较高的参考价值。

PCBA加工产能

制造能力 PCBA服务 设备清单
4条SMT生产线 电路板类型(盲埋孔、阻抗、厚铜、HDI) Fuji CP8 Series SMT贴片机
2条DIP插件生产线 工艺类别(SMT/DIP) 全自动锡膏印刷机
0201元件贴装 ICT测试 10温区回流焊
0.25mm BGA FCT功能测试 AOI光学检测仪
SMT 400万点/日 BIT老化测试 波峰焊(有铅、无铅)
DIP 100万点/日 Box Building成品组装 ICT测试工作台

PCBA工艺能力

项目 批量加工 打样
PCBA加工SMT工艺能力 长*宽 最小尺寸 50*30
最大尺寸 150*350 最大边长低于800mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA加工DIP工艺能力 长*宽 最小尺寸 50*30
最大尺寸 500*350 最大边长低于1000mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA贴片加工元件规格 规格大小 最小规格 0603(0201) 0402()
最大尺寸 45*45 68*68
元件厚度 25.4
QFP封装 最小脚距 0.4 0.3
BGA封装 最小脚距 0.5 0.3

PCBA交期说明

项目 加工数量
少于100件 100-1000件 多于1000件
交期 少于3天 少于5天 3天开始交货
备注

SMT快件最快8小时交付;

合格率保证在99%以上;

交期计算从客户资料、物料确 认完毕后开始计算

【格亚信电子】是专业从事电子产品设计、电子方案开发、电子产品PCBA加工的深圳电子方案公司,主要设 计电子产品包括工控、汽车、电源、通信、安防、医疗电子产品开发。

公司核 心业务是提供以工控电子、汽车电子、医疗电子、安防电子、消费电子、通讯电子、电源电 子等多领域的电子产品设计、方案开 发及加工生产的一站式PCBA服务,为满足 不同客户需求可提供中小批量PCBA加工。

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作者:电子方案开发


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