基于pc104的转向架称重加载测控系统的设计(1)

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1、万方数据中国测试CHINAMEASUREMENT＆TESTV01．36No．5September，2010基于PCI04的转向架称重加载测控系统的设计马建伟，陈春俊，常霞(西南交通大学机械学院，四川成都610031)摘要：介绍了基于PCI04-XPE操作系统的转向架称重加载测控系统的硬件结构和软件流程，针对采集和控制的实时性问题，引入了RTX，同时解决了对底层硬件接口的访问问题，为使两边加载高效且同步，采用加载力与位移控制相结合、开环与闭环控制相结合、定值控制与误差补偿控制相结合的复合控制算法。实验调试结果表明，各项指标均达到实际

2、要求。关键词：转向架；PCI04系统；XPE操作系统；复合控制中图分类号：TH715．1：髓1273+．5文献标识码：A文章编号：1674-512412010)05--0062--04Designofthebogie’sweighingandloadingcontrolsystembasedORPCI04-XPE^nJian-wei，CHENChun-j衄，CHANGXia(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaoton8University，Chengdu610031，China)A

3、bstract：Thehardwarestructureandthesoftwareflowofthebogie’sweighingandloadingcontrolsystembasedOnPCI04一XPEwereintroduced．ByintroducingRTxintothesystem。med血cultiesinreal-timeacquisitionandcontrollingwaswellsolved．Theproblemencounteredinaccessinghardwareinterfacewasalsos

4、olved．Inaddition，integratedcontrolarithmeticwasusedtoensuretheefficientandsynchronizedloadingofbothsides．ThefielddebuggingresultsshowedthatperformanceofthesystemcouldmeettIlerequirementsforpracticalapplicafion·Keywords：bogie；PCI04；XPEoperatingsystem；compoundcontroll引言

5、转向架是铁道车辆的关键部件，转向架及其零部件的参数直接影响机车车辆的各项动力学性能及列车运行的安全性。尤其是近年来，为提高我国铁路运输能力，车辆往重载、高速发展，如果转向架两轮对不处于同一水平面上，很容易造成脱轨。因此，转向架在生产过程中，需要对其进行称重调簧，保证4个轮子动静态承重基本相同。目前国内外一般采用单片机或者计算机构建测控系统，但是单片机控制系统精度不高且人机界面不友好，而计算机控制系统成本高、实时性不好、体积大。因此系统选用PCI04嵌入式系统架构产品，PCI04具有抗恶劣环境、体积小、质量小、易扩展和超低功耗等特点

6、。数据处理及人机交互采用带EWF写保护的XPE操作系统，操作简单、界面友好，同时引入RTX，保证了系统的实时采集和控制。收稿日期"-2009一l1-22；收到修改稿日期：2010-432-04基金项目：铁道部科技研究开发课题(2009J008—D)作者简介：马建伟(1987一)，男，江西永新县人，硕士研究生，专业方向为测试计量技术。2测控系统硬件组成转向架称重加载测控系统由嵌入式计算机、机械系统、检测系统和液压伺服控制系统4大部分组成，如图1所示。12个称置传感工信号调理模块戳力传感器II■●I信号调l12个位移l理模块lJ传感器

7、数据采集卡夏入式Pci04模块HDA模块手自动切换操作台——i一液压缸j——i一虑1伺服阀图1转向架称重加载测控系统框图2．1机械系统机械系统由引轨、称重试验台、操作台、重心定位圆柱、龙门架(立柱、加载梁、活动横梁)、液压装置移动导向装置、传感器装置、均匀分散加载力装置、各类滑块、定位销组成。万方数据第36卷第5期马建伟等：基于PCI04的转向架称重加载测控系统的设计2．2嵌入式计算机嵌入式计算机是系统的核心，系统采用PCI04系列主板搭建硬件平台，用于控制转向架自动加载和数据实时采集、显示及处理。PCI04是一种专门为嵌入式系统

8、定义的工业控制总线，具有体积小、可扩展性强、低功耗、高可靠性等特点，且与PC系统兼容的操作系统、开发工具、应用软件都可以运行在PCI04系统中。考虑到前期能够较快速地开发以及后期的可维护性及稳定性，系统的软件平台采用WindowsXPEmbedde