制动电机动态制动力矩测试系统测控软件的设计

周建波 汤晓英 姚文庆 刘 华 吴峰崎上海市特种设备监督检验技术研究院 上海 200062文章编号:1001-0785（2018）09-0083-031 制动电机动态制动力矩测试系统1.1 测试系统结构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。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。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。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。图4 系统实体图图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。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.举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章数据库行业深度报告：企业数字化支撑，大数据时代基石MySQL分布式数据库的主要构架是什么？电机中心高相同，功率却不同，差别主要表现在哪些方面？面试不得不知的Mysql杀手锏「腾讯云数据库」火速拿下2000家金融客户，背后的技术方法论

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