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1、常州机电职业技术学院 毕业设计（论文）作者：袁东袁东学号：4081124340811243系部：电气工程系电气工程系专业：电气自动化电气自动化题目：基于组态技术的液力变扭箱测控系统开发基于组态技术的液力变扭箱测控系统开发指导者：汪励王琳评阅者：2011 年 5 月毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要液力变扭箱是一种安装在工矿机车上通过压力油改变其输出转速和输出扭矩的装置，其输入动力为柴油机，液力变扭箱输出驱动机车运行，具有恒功率特性。液力变扭箱在完成组装后，需要对其输出特性进行测试，包括输出转矩和效率，只有输出特性符合设计要求才可以装车使用。液力变扭箱测试系统包括试验装置与数据采集系
2、统，其试验装置由柴油机、扭矩传感器、被试液力变扭箱、水力测功器构成。根据数据采集系统的要求，需要对液力变扭箱的输入转速、扭矩和输出转速、扭矩进行采集。此系统以计算机为核心，采用检测技术、组态控制技术等手段，对液力变扭箱的性能参数进行自动检测，生成测试报表与曲线，据此判断液力变扭箱的性能是否符合设计要求。在这里我们利用 MCGS 组态软件的开发平台，开发液力变扭箱测试系统计算机测试软件，实现显示功能、管理功能、报表与曲线。本文围绕工矿机车液力变扭箱参数测试，详细阐述了基于组态控制技术的计算机测试系统的研究与开发，本文主要完成了以下工作：(1) 确定由计算机组成数据采集与检测系统。(2) 根据整个
3、系统的功能要求，选择数据采集板卡进行数据采集。(3) 采用 MCGS 组态软件，进行数据处理，形成测试数据报表与曲线。关键词：液力变扭箱数据采集组态软件数据处理目录目录1. 引言.12. 液力变扭箱测测试系统的组成.22.1 液力变扭箱试验装置.2 2.2 液力变扭箱技术参数.3 2.3 液力变扭箱数据采集硬件系统.4 2.3.1 硬件系统的选择.4 2.3.2 板卡开关与跳线的设置.5 2.4 液力变扭箱数据采集软件系统.53. 计算机硬件系统的设计.53.1 板卡基址的设置.6 3.2 板卡调试.74. 计算机测试软件的设计.104.1 对象的定义.11 4.2 主控窗口菜单组态.12 4
4、.3 界面设计.16 4.3.1 “数据采集”界面设计.16 4.3.2 “实时数据曲线”界面设计.23 4.3.3 “历史数据查询”界面设计.314.3.4 “历史数据曲线”界面设计.355设备组态.386全文总结.43致谢.44参考文献.4411.1. 引言引言液力变扭箱是一种安装在工矿内燃机车上利用液体的动能进行能量传递的液力装置，其输入动力为柴油机，输出驱动机车运行，具有恒功率特性。液力变扭箱主要由液力传动箱、车轴齿轮箱、换向机构和相互联结的万向轴等组成。它的核心部件是液力传动箱中的液力变扭器，主要由泵轮、涡轮和导向轮组成。液力变扭器结构示意图如图 1-1 所示。1-泵轮2-涡轮3-导
5、向轮4-泵轮轴5-涡轮轴图 1-1 液力变扭器结构示意图泵轮通过轴和齿轮与柴油机的曲轴相连， 涡轮通过轴和齿轮与机车的动轮相连，导向轮固定在变扭器的外壳上，并不转动。当柴油机启动时，泵轮被带动高速旋转，泵轮叶片则带动工作油以很高的压力和流速冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同的方向转动，再通过齿轮把柴油机的输出功率传递到机车的动轮上，从而使机车运行。变扭器关键在“变”。 当机车起动和低速运行时， 变扭器中的涡轮转速很低，工作油对涡轮叶片的压力就很大，从而满足机车起动时牵引力大的需求；当涡轮的转速随着机车运行速度的提高而加快时，工作油对涡轮叶片的压力也逐渐减小，正好满足机车高速运行时对牵引力要小的需
6、求。由此可见，柴油机发出的大小不变的扭矩，经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。当机车需要惰力运行或进行制动时，只要将变扭器中的工作油排出到油箱，使泵轮和涡轮之间失去联系，柴油机的功率就不会传给机车的动轮了。2采用液力变扭箱的车辆，在复杂的路面上行驶或外负载增大时，液力变扭箱能使车辆自动地增大牵引力，同时降低行驶速度，以克服增大的外负载；反之，当路面情况变好或外负载降低时， 车辆又能够自动地减少牵引力和提高车辆的行驶速度，这样即能够避免发动机因为负载突然增大而熄火，又能够满足车辆牵引工况的要求，因而具有良好的自动适应性。内燃机车液力转动装置示意图如图 1-2 所示。图 1-2 内燃机
7、车液力转动装置示意图为了保证液力变扭箱在完成组装后其输出特性符合设计要求， 需要对其输出特性进行测试，包括输出转矩和输出效率，只有输出特性符合设计要求才可以装车使用。2.2. 液力变扭箱测测试系统的组成液力变扭箱测测试系统的组成液力变扭箱测试系统包括试验装置与数据采集系统。2.12.1 液力变扭箱试验装置液力变扭箱试验装置液力变扭箱试验装置结构框图如图 2-1 所示。图 2-1 液力变扭箱试验装置结构框图 柴油机：驱动液力变扭箱旋转，为液力变扭箱旋转提供动能。3 扭矩传感器：检测液力变扭箱的输入扭矩、转速。数据由与其配套的扭矩仪显示。同时扭矩仪向外提供扭矩和转速的模拟量信号，分别为 05V 标
8、准电压信号。 被试液力变扭箱：液力变扭箱的最大输出转速为 2000rpm；最大输出扭矩为 5000N.m。 水力测功器：液力变扭箱的可变负载。可检测液力变扭箱的输出扭矩、转速。数据由与其配套的力测功仪显示。同时水力测功仪向外提供扭矩和转速的模拟量信号，分别为 05V 标准电压信号。液力变扭箱的测试数据除由试验台仪表显示外， 还需要在电脑上显示、 储存，并打印测试报表和输出效率曲线。2.22.2 液力变扭箱技术参数液力变扭箱技术参数被试液力变扭箱的输入动力为柴油机，其额定转速为 1500rpm，额定功率为380 马力，额定扭矩为 1778N.m 。被试液力变扭箱输出扭矩及效率参数表如表 2-1、
9、2-2 所示。表 2-1B45 型液力变扭箱输出扭矩及效率参数变扭箱 计算参数B45变扭器速比 i00.10.240.30.40.5530.617变扭比 k6.35.23.682.7672.1781.5671.366输出转速 n出低效区不测482643889992输出扭矩 M出(Nm)3955311322401953变扭器效率B052788387.186.684变扭箱效率箱73.878.582.48279.5表 2-2B85 型液力变扭箱输出扭矩及效率参数变扭箱 计算参数B85变扭器速比 i0.6170.7370.80.9211.01.1变扭比 k1.3671.1771.0970.950.8720.776输出转速 n出99211841286148016071768输出扭矩 M出(Nm)195416821568135812461109变扭器效率B8486.787.887.587.285.4变扭箱效率箱79.5828382.882.580.842.32.3 液力变扭箱数据采集硬件系统液力变扭箱数据采集硬件系统2.3.1 硬件系统的选择根据系统要求，需要采集液力变扭箱的输入转速、扭矩和输出转速、
