泵車電氣系統(tǒng)全功能檢測與評估系統(tǒng)的研究

郭艷萍 郝敏 張穎 張忠元

【摘 要】泵車是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工業(yè)機(jī)械，電氣系統(tǒng)是操作控制泵車的主要方式。本文對泵車的電氣系統(tǒng)全功能檢測與評估系統(tǒng)進(jìn)行了概述，設(shè)計了其檢測評估的方案，從硬件和軟件兩方面對該系統(tǒng)進(jìn)行分析，實時采集泵車的各種數(shù)據(jù)，利用軟件實施泵車的電氣全功能檢測，并由此對泵車進(jìn)行評估。希望此文能對泵車電氣系統(tǒng)的監(jiān)測評估提供參考。

【關(guān)鍵詞】泵車；檢測方案；電氣系統(tǒng)

中圖分類號： TU646 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0069-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.031

【Abstract】The pump car is an important industrial machine and the electrical system is the main way to operate the pump.This paper summarizes the full function test and evaluation system of the electric system of the pump car， and designs its detection and evaluation scheme.The system is analyzed from two aspects of hardware and software，and the data of the pump are collected in real time，and the software is used in the software.The electrical function test of the pump truck is carried out，and the pump truck is evaluated accordingly.It is hoped that this article can provide reference for monitoring and evaluating the electric system of the pump truck.

【Key words】Pump car；Testing scheme；Electrical system

0 前言

工程泵車由臂架、液壓、泵送、支撐、電控共五部分組成，泵車的電氣系統(tǒng)是泵車最主要的控制方式，可以稱作泵車的“神經(jīng)中樞”。由于此系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，一旦出現(xiàn)問題，定位修理都有一定難度，而且耗費時間。為了保證生產(chǎn)效率，泵車的日常維護(hù)必不可少，通過對泵車電氣系統(tǒng)全功能檢測與評估系統(tǒng)的研究，可以更好的對泵車進(jìn)行檢修維護(hù)，保持泵車的正常運行。

1 檢測系統(tǒng)概論

泵車檢測步驟眾多操作復(fù)雜，需要依靠系統(tǒng)化的檢測方式來保證檢測的效率和準(zhǔn)確性。泵車電氣檢測評估系統(tǒng)由檢測評估硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由測試用數(shù)據(jù)傳感器、PXI采集與模擬輸出系統(tǒng)、電器負(fù)載模擬及轉(zhuǎn)換硬件還有操作箱四部分組成，這其中，PXI系統(tǒng)是該系統(tǒng)硬件的核心。通過該系統(tǒng)，可以實現(xiàn)以下功能：其一，對ECU輸出點數(shù)據(jù)、CAN總線數(shù)據(jù)以及各種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集。其二，泵車上臂架、泵送、底盤、支撐等組成部分信號的模擬傳送。其三，對收集到信號進(jìn)行濾選、放大等處理以及打包發(fā)送數(shù)據(jù)。在軟件方面，軟件包括采集和測評兩部分軟件，在采集部分，數(shù)據(jù)的采集和虛擬信號輸出、檢測都由軟件實現(xiàn)，而在測評部分，該系統(tǒng)由生產(chǎn)線線束檢測和電控系統(tǒng)模擬檢測實驗室兩部分構(gòu)成。生產(chǎn)線線束檢測用來進(jìn)行線束的質(zhì)量優(yōu)劣以及I/O點通斷檢測，電控系統(tǒng)模擬檢測實驗室則可以對泵車的電氣系統(tǒng)進(jìn)行全方位全功能的檢測。通過完備的檢測系統(tǒng)，可以便于對泵車電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢測，有助于泵車的日常維護(hù)。

2 檢測評估所需硬件設(shè)施

2.1 全檢測功能安裝臺架

進(jìn)行泵車電氣系統(tǒng)檢測需要用到全檢測功能安裝臺架，全檢測功能安裝臺架是泵車檢測中最主要的承載平臺，泵車的硬件檢測離不開該平臺。平臺的作用是安裝待檢測部件，并滿足檢測工作中例如電源和模擬負(fù)載等檢測需求。該臺架可分為有不同功能作用的四部分：系統(tǒng)電源部分，是電源部分的總開關(guān)，在檢測用直流電源模擬泵車運行時的用電；控制柜和線束安裝架，用來保管安放待檢泵車的檢測部分和遙控器；關(guān)鍵負(fù)載模擬部分，用來對泵車電氣系統(tǒng)進(jìn)行虛擬檢測，可以模擬泵車運行中比較重要的電氣部分，例如冷卻系統(tǒng)和比例閥的運行，通過系統(tǒng)電源提供電流，可以對這些部分進(jìn)行模擬負(fù)載電流檢測，保險裝置是整個系統(tǒng)的安全保障，需要使用繼電器進(jìn)行模擬輸出檢測；接口部分，是平臺與泵車所有接口的連接中心，包括電源接口、信號接口、負(fù)載接口與控制接口，接口部分可以為平臺和泵車的各線束提供快速插拔的集中硬件接口，達(dá)到提高檢測效率的作用。在進(jìn)行泵車在全檢測功能安裝臺架的安裝檢測時需要注意：系統(tǒng)總電源和關(guān)鍵負(fù)載模擬不需要進(jìn)行極端溫度和震動等特殊條件檢測，所以在平臺上，可以將兩者設(shè)為可移動模塊，與安裝架分成依靠電纜連接的兩部分，防止在檢測過程中造成系統(tǒng)電源和關(guān)鍵負(fù)載模擬的受損。

2.2 PXI采集硬件

硬件系統(tǒng)的監(jiān)測，依靠全檢測功能安裝平臺將泵車電氣系統(tǒng)安裝其上，模擬泵車運行會遇到的情況，發(fā)送虛擬的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、電力負(fù)荷、溫度、壓力等信號來檢測泵車電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況，而在測試過程中，電氣系統(tǒng)實際運轉(zhuǎn)情況數(shù)據(jù)的采集則需要用到PXI硬件來收集，PXI采集硬件可以觀測電氣系統(tǒng)在各種情況下的運行情況，收集測試信息幫助得出結(jié)論。泵車在工作時可能會遇到各種情況，施工泵車往往要在惡劣復(fù)雜的工作環(huán)境中作業(yè)，所以在檢測時，也要提供類似于實際工作環(huán)境的各種信號，這就要求PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)收集工具，要具有擁有采集包括數(shù)字信號、模擬信號、脈沖信號等信號在內(nèi)的能力，且需要支持大量的數(shù)據(jù)采集傳輸。泵車型號各異，不同的泵車工作時的條件需求各不相同，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理時也有很大差異，不可能根據(jù)每種泵車要要求量身定制檢測采集裝置，這就需要PXI采集硬件具有極大的兼容性，同時具備與多種數(shù)據(jù)傳輸模塊相對接的能力來適應(yīng)各種泵車的不同需求。

在這一領(lǐng)域，美國NI公司所研發(fā)的NI PXI臺架式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目前處于領(lǐng)先地位，最新的NI PXI-1065數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運用了高速PXI總線，將數(shù)據(jù)傳遞速度進(jìn)一步加快，通過該系統(tǒng)，可以快速的采集檢測信息并進(jìn)行收集整理，建立起完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，且該系統(tǒng)設(shè)計完成程度高、優(yōu)化完善，工作性能優(yōu)秀，是泵車電氣系統(tǒng)檢測中數(shù)據(jù)收集部分的優(yōu)秀選擇。

3 評估系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)架構(gòu)與測試

完備的監(jiān)測評估軟件系統(tǒng)程序應(yīng)該由模擬信號輸出、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析與顯示、參數(shù)管理五大模塊構(gòu)成。模擬信號輸出發(fā)出信號模擬泵車工作中遇到的種種情況，通過數(shù)據(jù)采集軟件收集泵車電氣系統(tǒng)在接收到信號之后的反應(yīng)和狀況，存儲系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存整理，數(shù)據(jù)分析顯示系統(tǒng)將保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析工作不僅是為一次檢測評估提供依據(jù)，更是建立泵車檢測數(shù)據(jù)庫的需要。保留每次檢測的數(shù)據(jù)，對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理研究分析，可以尋找其共性，借助大量的實際測試數(shù)據(jù)，構(gòu)建起一個泵車綜合檢測的參考依據(jù)，方便在日后的檢測中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時也是新型泵車研究開發(fā)的重要參考依據(jù)。參數(shù)管理包括測量參數(shù)管理和控制參數(shù)管理，是控制檢測中的可變量，保證檢測準(zhǔn)確性的重要系統(tǒng)，同時也有管理用戶信息權(quán)限和管理外圍擴(kuò)展功能，起到保護(hù)用戶信息安全、發(fā)布新消息、對相關(guān)功能進(jìn)行推廣的作用。

工程機(jī)械檢測操作復(fù)雜且有一定危險性，因此在測試中，測試者必須嚴(yán)格按照操作流程和泵車實際工作的狀態(tài)進(jìn)行檢測。測試開始之前，要對測試平臺硬件軟件的運行狀況進(jìn)行測試，確保一切正常運行后才能對泵車進(jìn)行檢測。首先依照待檢泵車的實際情況，在測試軟件中設(shè)定型號、使用年限、測試人員信息等內(nèi)容，檢測時需要依照軟件界面的各項要求，嚴(yán)格的按照真實操作流程設(shè)計檢測，確保檢測的安全性與實際操作一致，檢測包括底盤控制、支腿動作、泵壓運轉(zhuǎn)、臂架收放等一系列功能是否照常運作，然后再進(jìn)行特殊條件測試，確定泵車的應(yīng)急反應(yīng)狀態(tài)。在檢測完畢后，根據(jù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動給出評估結(jié)果，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和輸出檢測報告。在泵車的檢測過程中，只有保證硬件的安全運行，嚴(yán)格按照軟件指示進(jìn)行檢測，才能保證監(jiān)測評估中的安全，同時給出泵車檢測評估的有效數(shù)據(jù)。

結(jié)論：綜上所述，電氣系統(tǒng)是泵車的“神經(jīng)中樞”，保證電氣系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，是泵車正常運行的關(guān)鍵所在。研究泵車電氣系統(tǒng)的檢測與評估系統(tǒng)，從硬件和軟件兩方面分析監(jiān)測評估系統(tǒng)的運作原理和檢測方法，對泵車電氣系統(tǒng)的檢測具有指導(dǎo)性意義，對泵車的發(fā)展與日常應(yīng)用有著重要的作用。

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