便在人们在无法接近的危险条件下工作。
1.3本课题研究内容 通过查阅挖掘机发展关键技术以及机电一体化应用的相关文献资料,研究和开发了全液压挖掘机工况监视系统,为研究挖掘机故障分析系统奠定了技术基础。
本文的主要研究内容如下: 1)简单介绍了挖掘机工况监视仪的工作原理、发展趋势以及通过比较国内外该领域的发展现状,掌握领域主导技术的发展方向,并在此基础上开发适合国内挖掘机行业的配套监测仪器。
包括功能原理、工况参数选择及其对于掌握设备运行的意义、测量原理与传感器技术的应用。
2)详细介绍了监视仪系统的总体方案结构,包括功能原理、工况参数的选择及其各自的监测意义、测量原理与传感器技术的应用。
这里涉及到传感器的选择、数据信号采集、模拟和数字信号的处理、A/D数据转换等技术。
3)介绍了工况监视仪的硬件电路设计,包括主处理电路、数据采集电路、数 山东大学硕十学伊论文据处理电路、LCD显示及报警电路、电源模块和通讯电路设计等,通过硬件电路模块原理图详细阐述了各个电路模块的主芯片选型、外围器件数值计算、功能实现原理,从而实现了现场数据的采集,通过LCD液晶显示屏动态显示。
4)工况监视仪软件程序开发,主要包括主程序、数据处理以及串口通讯等源程序。
主程序实现对系统的初始化和函数模块调用,数据处理模块负责WD转换、转速脉冲信号采集等功能,串口通讯是提取工况参数数据的通道,也为下一步开发故障分析系统做好准备。
5)由于挖掘机工作环境比较复杂,监测系统除了要具有防振、防尘等措施外,另外分别从硬件和软件方面简单介绍了采取的抗干扰措施。
6 第2章挖掘机T况监视仪的总体方案设计曼皇曼皇量舅曼曼曼曼曼曼量曼曼曼曼曼鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼..—— --, II I|皇曼曼皇曼曼曼 第2章挖掘机工况监视仪的总体方案设计 经过对国内外液压挖掘机工况监视系统的研究以及关键技术的发展趋势,制定了本系统的总体方案,它包括以下几部分。
2.1传感器技术的应用2.1.1测量原理 数据采集就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号,然后送入计算机,根据不同的需要由主处理器进行相应的计算和处理,得出目的数据,以便实现对设备某些物理量的监视,并且利用个别数据实现通过执行器对设备进行控制【41。
数据采集是测量、控制、仪表等领域的基础。
本系统是以AT89C52单片机为核心,实时监测发动机转速、柴油油量、水温等设备运动参数,在液晶显示屏上显示模拟量或频率量参考值【5】。
信号采集系统的功能就是完成信号的变换与反变换,具体基本功能模块分为检测元件、数据采集、 模拟信号处理、数字信号处理。
本课题选择下面的结构,实现对挖掘机设备各路参数的采集,为以后数据的显示与分析做好基础并且关键的一步【6】。
后面对这些结构的电路做详细的介绍,在此仅对其功能和原理作简要说明,原理框图如图2.1所示。
图2.1系统结构原理框图 7 山东大学硕十学位论文2.1.2工况特征参数及其测量 (一)柴油发动机系统参数及其传感器应用 传感器是由物理模拟量到电信号模拟量或数字量转换的关键器件‘71,本课题将实现对发动机转速、机油油量、柴油油量、发动机负荷率、冷却水温度等物理量 的转换,对于传感器的选择和应用原理将在下面做详细介绍。
(1)发动机转速 转速属于常规电测参数,测量转速时常采用磁阻式传感器进行非接触性测量。
根据课题要求选择由飞利浦公司生产的KMll5/16系列磁阻式转速传感器【81,如图2.2所示。
磁钢 磁敞电戳传感器 C<信号交换器) ‰,U一 图2.2 KMll5-1型集成转速传感器 芯片内部包含高性能磁钢、磁敏电阻传感器和IC,利用IC来完成信号变换功能,输.
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