基于DCS机理的内燃机机油冷却器疲劳性能试验SCADA系统研究与实现
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摘要
内燃机工作环境差,负荷大,其润滑工作的好坏,直接影响到发动机的寿命。
机油冷却器是润滑系的重要部件,用来冷却机油,使机油保持在最有利的温度范
围内,以保证机油具有正常的润滑作用。在机油冷却器产品开发与生产过程中液
压疲劳性能测试是最为基础的试验之一。随着用户对产品质量要求的日益提高,
对产品测试系统的实时性、可靠性、自动化、智能化水平也提出了更高的要求。
本课题为内燃机机油冷却器液压疲劳性能试验SCADA(数据采集与监控)系统的
研制。
论文主要工作内容如下:
1.根据机油冷却器液压疲劳试验的特点,分析了试验对SCADA系统实时性、
可靠性、自动化、智能化的要求,将代表SCADA系统发展方向的DCS技术原
理和方法引入到机油冷却器疲劳性能试验系统中,提出了三层体系结构:①
现场设备级、②现场直接数字控制级、③监控管理级。在现场控制级实现了
DCS与PLC技术的结合,将代表PLC发展方向的PC-Based PLC(基于嵌入式
PC技术的PLC,也称嵌入式控制器)应用于现场直接数字控制。从而构建了
一套全新的结合多元技术的机油冷却器疲劳性能试验SCADA系统。
2.在对当前嵌入式控制器硬件和机油冷却器液压脉动疲劳性能试验台构造机
理深刻理解的基础上,总结出选择应用嵌入式控制器硬件应注意的问题,依
据集散型控制系统设计原则,完成试验系统的硬件选型和设计。
3.根据机油冷却器液压疲劳性能试验SCADA系统的实时性、可靠性、工况复杂
性的要求将系统软件也分为三个层次:①PC监控管理层②通信层③嵌入式实
时控制软件层。充分发挥嵌入式控制器操作系统微内核和C++高级语言模块
化技术的优点,利用其提供的API(用户应用程序接口),分析液压疲劳试验
SCADA系统直接数字控制级的任务,完成嵌入式实时控制软件开发。根据此
试验SCADA系统监控管理层人机界面、信息处理机制、数据管理要求,完成
了监控管理级软件的开发。对通信层所承担的通信任务进行了细致的分类,
深入研究了RS232串行通信技术,制定和实现了通信层协议。
The I.C. engine load is heavy and its work environment is bad. The quality of its lubrication work affects the life span of the engine directly. The oil cooler is an important part to lubrication system. It is used to cool the oil, so that the engine oil temperature can be kept within the most beneficial scope to ensure that the engine oil have the normal lubrication function. The hydraulic fatigue performance test is the most fundamental trial in the development and production process of oil cooler. With the increasing demand of the product quantity from customers, the real time, reliability, automation and intelligence of the test system are more strictly demanded. The content of the research is the engine oil cooler hydraulic fatigue test SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system.The principal contents of the thesis are as follows:1. According to the tasks and features of the test system, analyze the real time, reliability, automation and intelligence demand of the test system. Apply the DCS principal design philosophy which stands for the SCADA technique development direction to the design and development of the engine oil cooler hydraulic fatigue test SCADA system. Put forward the three layer system structure: ?field facilities layer (2) directly digital control layer (3) supervisory control and management layer. Realize the combination of the PLC and DCS technology in the directly digital control layer. Apply the PC-Based PLC standing for the PLC technique development direction to the directly digital control layer. And set up a new kind of oil cooler fatigue test SCADA system which combines the diverse technique.2. With the deep comprehension of the PC-Based PLC hardware and the fatigue test system structure principle, summarize the problems of PC-Based PLC selection and application. According to the design principle of distribute control system, complete the selection and design of test system hardware.3. According to the demand of the real time, reliability, running process complicacy of the test system, divide the system application into three layer: (1)supervisory and management layer of PC (2)communication layer (3)real-time control application of embedded system. Make good advantage of the embedded controller tiny kernel, the blocking technique of advanced program language C++ and the API afforded by PC-Based PLC. Analyze the tasks of the test system directly digital control layer. Complete the development of the PC-Based PLC real-time control application. According to the man-machine interface, information handling mechanism and data management demand of supervisory
and management layer of PC, complete the software development of supervisory and management layer of PC. Classify the diverse task of communication layer subtly. Study the RS232 communication technique. Institute the communication protocol and realize the communication.The principal features of the thesis are as follows: Combine the diverse technique standing for the process control development direction. Combine close the DCS design philosophy of "To scatter the danger and control, to concentrate the operation and management" and PLC technique to the test system design and development. The system has been operating. Comparing with old test system, it is more reliable, intelligent, flexible and real-time. And the running result is satisfying. The investigation indicates that the test system technique is advanced among the same kind test system in china.
机油冷却器是润滑系的重要部件,用来冷却机油,使机油保持在最有利的温度范
围内,以保证机油具有正常的润滑作用。在机油冷却器产品开发与生产过程中液
压疲劳性能测试是最为基础的试验之一。随着用户对产品质量要求的日益提高,
对产品测试系统的实时性、可靠性、自动化、智能化水平也提出了更高的要求。
本课题为内燃机机油冷却器液压疲劳性能试验SCADA(数据采集与监控)系统的
研制。
论文主要工作内容如下:
1.根据机油冷却器液压疲劳试验的特点,分析了试验对SCADA系统实时性、
可靠性、自动化、智能化的要求,将代表SCADA系统发展方向的DCS技术原
理和方法引入到机油冷却器疲劳性能试验系统中,提出了三层体系结构:①
现场设备级、②现场直接数字控制级、③监控管理级。在现场控制级实现了
DCS与PLC技术的结合,将代表PLC发展方向的PC-Based PLC(基于嵌入式
PC技术的PLC,也称嵌入式控制器)应用于现场直接数字控制。从而构建了
一套全新的结合多元技术的机油冷却器疲劳性能试验SCADA系统。
2.在对当前嵌入式控制器硬件和机油冷却器液压脉动疲劳性能试验台构造机
理深刻理解的基础上,总结出选择应用嵌入式控制器硬件应注意的问题,依
据集散型控制系统设计原则,完成试验系统的硬件选型和设计。
3.根据机油冷却器液压疲劳性能试验SCADA系统的实时性、可靠性、工况复杂
性的要求将系统软件也分为三个层次:①PC监控管理层②通信层③嵌入式实
时控制软件层。充分发挥嵌入式控制器操作系统微内核和C++高级语言模块
化技术的优点,利用其提供的API(用户应用程序接口),分析液压疲劳试验
SCADA系统直接数字控制级的任务,完成嵌入式实时控制软件开发。根据此
试验SCADA系统监控管理层人机界面、信息处理机制、数据管理要求,完成
了监控管理级软件的开发。对通信层所承担的通信任务进行了细致的分类,
深入研究了RS232串行通信技术,制定和实现了通信层协议。
The I.C. engine load is heavy and its work environment is bad. The quality of its lubrication work affects the life span of the engine directly. The oil cooler is an important part to lubrication system. It is used to cool the oil, so that the engine oil temperature can be kept within the most beneficial scope to ensure that the engine oil have the normal lubrication function. The hydraulic fatigue performance test is the most fundamental trial in the development and production process of oil cooler. With the increasing demand of the product quantity from customers, the real time, reliability, automation and intelligence of the test system are more strictly demanded. The content of the research is the engine oil cooler hydraulic fatigue test SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system.The principal contents of the thesis are as follows:1. According to the tasks and features of the test system, analyze the real time, reliability, automation and intelligence demand of the test system. Apply the DCS principal design philosophy which stands for the SCADA technique development direction to the design and development of the engine oil cooler hydraulic fatigue test SCADA system. Put forward the three layer system structure: ?field facilities layer (2) directly digital control layer (3) supervisory control and management layer. Realize the combination of the PLC and DCS technology in the directly digital control layer. Apply the PC-Based PLC standing for the PLC technique development direction to the directly digital control layer. And set up a new kind of oil cooler fatigue test SCADA system which combines the diverse technique.2. With the deep comprehension of the PC-Based PLC hardware and the fatigue test system structure principle, summarize the problems of PC-Based PLC selection and application. According to the design principle of distribute control system, complete the selection and design of test system hardware.3. According to the demand of the real time, reliability, running process complicacy of the test system, divide the system application into three layer: (1)supervisory and management layer of PC (2)communication layer (3)real-time control application of embedded system. Make good advantage of the embedded controller tiny kernel, the blocking technique of advanced program language C++ and the API afforded by PC-Based PLC. Analyze the tasks of the test system directly digital control layer. Complete the development of the PC-Based PLC real-time control application. According to the man-machine interface, information handling mechanism and data management demand of supervisory
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引文
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3.戴峰。Visual C++程序设计基础【M】。北京:清华大学出版社,200l
4.吴根茂、邱敏秀、王庆丰等。实用电液比例技术【M】。杭州:浙江大学出版社,1993
5.余昌盛、汪晓平、权毓舒。C++-Builder数据库系统开发实例导航【M】。北京:人民邮电出版社,2003
6.刘光。C++Builder程序设计导学【M】。北京:清华大学出版社,2002
7.王树青、赵鹏程。集散型计算机控制系统(DCS)【M】。杭州:浙江大学出版社,1994
8.8000 Series User's Manual。台湾:泓格科技(ICP DAS),2000
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10.范逸之,江文贤,陈立元。C++Builder与RS-232串行通信控制【M】。北京:清华大学出版社,2002
11.王常力,罗安。集散型控制系统选型与应用【M】。北京:清华大学出版社,1993
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17.汪巧成。基于分布式的液压挖掘机器人嵌入式实时控制系统研究【硕士学位论文】。杭州:浙江大学,2004
18.张讴东。疲劳试验机的计算机监控系统【硕士学位论文】。武汉:武汉理工大学,2002
19.冯涛。铝制板翅式机油冷却器真空钎焊及界面组织研究【硕士学位论文】。济南:山东大学,2003
20.张本华。SVF-1E-0l型电液伺服拉压疲劳试验机的改进与实现研究【硕士学位论文】。沈阳:沈阳农业大学,2002
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