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制动电机动态制动力矩测试系统测控软件的设计

发布时间:2021-01-14 14:56:00 点击:    

 
 

1 制动电机动态制动力矩测试系统


1.1 测试系统结构

起重电机专业生产厂家无锡宏达电机2021年1月14日讯  制动电机动态制动力矩测试系统用于制动电机动态制动力矩的测试,由试验台、控制系统、数据采集系统及计算机测控软件4 个部分组成。通过PLC、转矩转速传感器、转速编码器等设备来控制整个试验流程, 试验台结构如图1 所示。


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1.飞轮组一 2. 底座 3. 联轴器 4. 飞轮组二 5. 传感器 6. 升降平台
图1 试验台结构

1.2 试验原理

根据被试制动电机的性能参数,组合惯性飞轮,由制动电机经传动系统带动惯性飞轮组旋转,模拟制动电机在工作状态下的动态载荷,当制动电机运行至额定转速后电源断开,制动电机制动,通过测控系统测取试验数据。


2 测控软件设计


2.1 需求分析

综合考虑试验原理和操控需求,测控软件应具有以下功能:组合惯性飞轮;控制试验进程;采集和记录试验数据、图表处理;状态监测、信息显示;参数输入、数据查询。


2.2 设计方案

本软件系统由主界面、测控模块和数据库模块构成,其中测控模块包含设备控制和数据采集等子模块。

系统工作流程如图2 所示,PLC 通讯层控制整个硬件电路,数据采集层负责采集试验数据,人机交互、数据查询等功能通过主界面实现。本软件系统开发工具为Delphi,操作系统为Windows XP,数据库采用Access开发,辅助工具为Microsoft Office。


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图2 测控软件工作流程图


2.3 主界面设计

软件界面是用户和系统之间进行人机交互和信息交换的媒介。界面设计应遵循功能完备、直观简洁、便于操作的原则,确保使用者能方便高效地完成整个试验流程。

软件系统主界面设计如图3 所示,分为菜单栏、铭牌参数区、结果显示区、飞轮状态显示与操作区、图表显示区、数据记录区、试验操作区、状态监测区和运行信息区9 个部分。可实现参数输入、试验控制、状态监测和结果显示等功能。各区域详细功能如下:

1)菜单栏 分为系统、查看、配置、通信日志和帮助5 个大项,每个大项有若干分项。

2)铭牌参数区 用于输入被测电机的额定功率、额定转矩等各项参数。

3)结果显示区 显示试验结果。

4)飞轮状态显示与操作区 显示试验过程中的飞轮状态。每个飞轮都设有控制按钮,用来配置飞轮。

5)图表显示区 显示试验过程中的转矩、转速曲线。

6)数据记录区 记录并显示试验过程中的各项测试数据。

7)试验操作区 包含启动、测试、报表等按钮,用于控制试验进程。

8)状态监测区 系统运行状态监测。

9)运行信息区 记录并显示试验进程。


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图3 主界面设计图


2.4 测控模块设计

测控模块具有设备控制和数据采集等功能,是软件系统的核心和基础。通过测控模块可以有效地控制硬件,执行试验进程。测控模块主要有TTorqueTest、FrmPLCComm  TMotorWithBrake、THistoryShow、TTestCalc 等类,TTorqueTest 为基类,其他为派生类。TTorqueTest 类具有FOnShowError 与FOnFinish-State 两个事件,由主窗体实现。FTestState 用于标记当前试验进程,FTestControl 为结构体,用于保存试验进程的指令集。FGetValueInfo 用于保存采集回来的试验数据,其SetFGetValueInfo 方法用于实现闭环控制。

FrmPLCComm 类的Ftimer 属性用于控制定时器发送读取指令,FClientSocket 为Socket 通讯控件,FOn-GetValue 为自定义事件,该事件用于向主窗体传递参数。FOperateStyle 用于标识当前的操作类型,FTestSensorInfo用于传感器数据转换。

系统运行流程:配置好飞轮后,点击主界面上启动按钮时,系统将TTorqueTest 类的变量实例化为相应的对象,首先执行PreppareTest 方法,初始化试验参数,成功后再执行StartMotor 方法(启动相应的定时器,给TTorqueTest 对象的Rundata 属性赋值),启动电机。点击测试按钮时,调用StartTest 方法 ( 激活另一个定时器,给TTorqueTest 对象的SrcData 属性赋值), 开始测试并采集试验数据。

试验结束时,实例化TTestCalc 类,由该类算出试验结果,并将相应的数据写入数据库。

点击报表按钮时,调用FlexCell 控件直接生成报表。点击历史试验按钮时,实例化THistoryShow 类,调用ShowTest 方法将历史数据显示出来。


2.5 数据库设计

数据库是软件系统的重要组成部分。数据库设计是将大量数据按特定的模型组织起来,使其具有存储、维护、检索等功能。使用者可以方便、及时、准确地从数据库中获取所需信息。

本数据库系统有4 个实体:飞轮组合码表InnertiaInfo、惯量计算码表WheelCodeInfo、原始数据表Src-Data 和分析结果表ResultTestInfo。见图4。实体间的结构关系如图5 所示,各实体的字段说明见表1。


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图4 系统实体图

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图5 数据库表关系图

数据库是随着试验次数的增加而不断增长的,因此,对于数据库的重要字段需要建立索引,为了方便查询,还需建立各种约束,如主外键约束等。


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3 结束语


本文针对制动电机动态制动力矩测试系统的试验特点,从需求分析出发,遵循安全、便捷、高效的设计思路,对测控软件的设计过程进行了阐述,可以给设计人员提供参考。


参考文献

[1] 百坚毅,苏文胜,李云飞,等. 制动电机动态制动力矩测试装置的设计[J]. 起重运输机械,2014(4):12-15.

[2] 李醒飞,杨鑫,张国雄. 基于Delphi 的多参数采集与实时控制系统[J]. 电子测量与仪器学报,2004(9):54-56.

[3] 叶核亚 陈瑞.Delphi 程序设计实用教程[M]. 西安:电子工业出版社,2007.

[4] 孟建军 殷红. 面向对象的测控系统软件设计[M]. 西安:西安电子科技大学出版社,2008.

 
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