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分布式测控系统应用于车载数据采集与故障诊断

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  • 发布时间:2013/10/28 11:27:09
  • 作者:量值溯源

车载数据采集与故障诊断系统概述

  车载数据采集与故障诊断系统的测试手段主要依赖通用数字万用表、钳形表、示波器及其它各种物理量专用仪表。具有如下不足:

  所需设备种类多,现场连线复杂,测试结果主要依赖手工记录;
  某些存在相互关联的参量,其测试结果不能同步采样及同时记录,影响分析的准确性;
  设备不方便携带,不方便现场安装,测试结果不方便集中传输或分析;
  对维护者的专业要求较高;
  研制一种具有下述功能和特点的系统,将大大提高现场维护效率和维护质量。
  该装置不需要或简化现场连线,重要参量同步采集,集中监视;
  该装置还可通过实际检测值与设计值或经验值比较,自动判断常见故障并给出维护提示;
  该装置还可通过网络与维护中心建立通讯,将现场视频及各参量的监视数据上传至维护中心,供维护中心专业人员远程会诊。

车载数据采集与故障诊断系统构成

  车载数据采集与故障诊断系统采用湖南银河电气有限公司研制的DMC300分布式测控系统为基本结构,并根据车载测试特点及需要进行改造优化。系统包括测试电压、电流、频率、功率、温度、湿度、风量、转速、车速、气压、液压、电磁阀开关状态等参量的各种测试子站及集中管理所有子站的主站和上位机。
  子站与主站之间通过光纤或无线通讯建立连接,子站种类及数量可无线扩展。
  上位机采用通用的高性能笔记本电脑,上位机与主站之间通过WLAN无线连接。
  上位机运行分布式测试系统软件及专用故障诊断维护软件。

相关测量组件

1稳态电量测试子站

  系统包括数量不限的稳态电量测试子站。每个子站可测试三相电压、或三相电流、或一路电压和一路电流信号。
  稳态电量测试子站以湖南银河电气有限公司研制的DM4100系列电量测试子站为基础,主要进行结构及安装方式、接线方式、通讯方式的改造。
  电压测试范围为0~1000V,电流测试范围为0~5A。精度等级为0.5级。
  对于直流信号,子站通过高速采样,在内部运算直流信号的算术平均值,并以每秒2~5次的速率将结果上传至上位机。
  对于交流信号,子站通过高速采样,在内部运算交流信号的校准平均值(正弦波状态下相当于真有效值),并以每秒2~5次的速率将结果上传至上位机。
  子站以2.4GHz无线通讯技术与主站建立通讯。

2温度测试子站

  温度测试子站以湖南银河电气有限公司研制的DM4031温度测试子站为基础。增加2.4GHz无线通讯扩展。每个子站可测试1~4路温度,温度测试范围为-20℃~200℃,测试精度为±0.5℃。

3转速测试子站

  转速测试子站以湖南银河电气有限公司研制的DM4021频率测试子站为基础。增加2.4GHz无线通讯扩展。每个子站可测试1路脉冲型转速信号,精度等级为0.01级。

4标准信号测试子站

  标准信号测试子站以湖南银河电气有限公司研制的DM4041标准信号测试子站为基础。增加2.4GHz无线通讯扩展。每个子站可测试4路4~20mA或0~20mA或±5V的标准信号,精度等级为0.5级。
  标准信号测试子站主要用于测试风量、气压、液压等信号,需要相应的传感器配套使用。

5振动、噪声信号测试子站

  振动、噪声信号测试子站以湖南银河电气有限公司研制的DM4100系列电量测试子站为基础,提高采样速率、增加瞬态信号上传功能。每个子站可测试4路4~20mA或0~20mA或±5V的标准信号,精度等级为0.5级。
  振动、噪声信号测试子站可高速采样传感器信号,对信号进行相关分析,计算振动或噪声频谱。

6胎压检测子站

  胎压检测子站用于检测车辆胎压及胎内气体温度。利用成熟产品的检测及无线通讯功能,子站用于接收无线信号并转换为本系统主站能够接收的信号。

7GPS测试子站

  GPS测试子站主要用于检测车辆位置信号及车速。利用成熟产品的检测功能及通讯功能,子站用于接收通讯信号并转换为本系统主站能够接收的信号。

8摄像机

  摄像机用于现场视频摄取,与远程通讯功能结合可上传现场视频,供维护中心维护参考。

工作模式

1常规模式

  用于实时检测和现场故障诊断,多用于简单故障的现场排除与维护。

2黑匣子

  随车运行,监视并记录运行参数,供现场或事后分析。

3远程专家会诊

  数据及视频通过网络上传至维护中心,维护中心专家与现场技术人员一起监视测量运行情况,共同分析、诊断,指导现场技术人员排除故障。

系统特点

1模块化

  采用模块式子站,扩展灵活,无需修改系统硬件及软件。
  模块根据信号类型划分,根据需要,以单通道为主,使用时,模块分布式(就近)安装,缩短信号连线。既简化了现场连线,又增强了电磁兼容性能。

2无线化

  采用无线通讯技术,取消现场通讯电缆。
  采用超级电容供电,取消现场供电电缆。超级电容具备电池的便携式作用,同时,充电速度优于电池,利用车载电源,可在数秒至数十秒内完成一次充电。
  通讯和供电采用无线技术,模块现场就近安装,安装方便,快捷,且可避开穿越式连接的困难。

3通用化

  所有测试点均采用虚拟仪表或虚拟示波器实现上位机为通用笔记本电脑,维护方便。