基于NI CompactRIO的液压挖掘机测试系统设计.pdf

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1、·电气与自动化·王孟杰．等·基于NICompactRIO的液压挖掘机测试系统设计基于NICompactRIO的液压挖掘机测试系统设计王孟杰，杜恒，陈淑梅(福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350108)摘要：为实现对挖掘机作业过程中液压系统的压力及流量、工作装置油缸位移、上车回转角度等参数数据的同步采集。利用虚拟仪器技术构建了基于NICompactRIO硬件平台的挖掘机测试系统．通过FPGA对输入不同I／O模块的信号进行同步采集。针对工业编码器输出的SSI信号，采用图形化编程语言LabVIEW编写通信协议．并

2、结合高速双向数字I／O模块对其进行采集。通过网络共享变量将数据传送至上位机中，实现数据的实时显示与存储。试验结果表明，该系统在复杂工况下运行稳定关键词：挖掘机：测试系统；虚拟仪器中图分类号：TH248；TP274文献标志码：B文章编号：1671—5276(2015)01—0180。04DesignofTestingSystemforHydraulicExcavatorBasedonNICompactRIOWANGMeng~ie．DUHeng．CHENShu—mei(CollegeofMechanicalEngin

3、eeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：Inordertoacquiretheparametersofanexcavatorsystemsynchronouslyinthecourseofitswork，suchasthepressureandflowrateofthehydraulicsystem，thedisplacementsofhydrauliccylindersandthemt~ionalangleoftheupp

4、erbody，atestingsystemfortheexcavatorisbuiltbasedonNICompactRIOwiththetechnologyofvirtualinstrument．Thesystemcanbeusedtoac—quiresignalsfrOmdifferentI／OmodulessynchronouslywithFPGA．ForacquiringtheSSlsignalfrOmanindustrialencoder．thecorn-municationprotocoliswd~e

5、nwithLabVIEWandahigh—speedbidirectionaldigitalI／Omoduleisused．ThedataacquiredbyCom—pactRIOissenttothepdncipalcomputerthroughnetworksharedvanables，savedanddisplayedinrealtimeintheprincipalcomput-er．Theexpenmentsshowthatthesystemrunsstablyundercomplexconditions

6、．Keywords：excavator；testingsystem；virtualinstrument；CompactRIO测试系统，实现了对输入不同I／O模块信号的同步采集，0引言在LabVIEW环境下编写通信协议并结合高速双向数字I／O模块，实现了对SSI信号的采集。现场测试结果表明，近年来，随着信息技术与计算机技术在工程机械领域该系统在复杂工况下运行稳定。的应用和快速发展．挖掘机的智能控制与机器人化成为人们研究的热点[1-2]。多执行器同步控制技术是实现挖掘1系统组成机智能控制与机器人化的关键技术l3]，设

7、计一套可靠的测试系统对挖掘机系统参数数据进行同步采集对实现挖基于虚拟仪器技术的挖掘机测试系统由硬件系统和掘机的高精度控制有着重要的意义。SSI(synchronous软件系统两大部分组成，如图l所示。硬件系统主要由被serialinterface)是同步串行接口的简称，因其具有传输速测液压挖掘机、传感器、信号调理硬件、CompactRIO平台度快、抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业测控领域，但和上位机组成。其中．CompactRIO平台由实时控制器、SSI协议在国际上并没有统一的标准，一般数据采集设备FPGA机箱

8、和C系列工业级I／O模块3个部分组成。软也不提供SSI接口l4，)。采用传统的测试设备实现对SSI件系统主要包括配置管理软件NIMAX和应用开发软件信号及多通道数据的同步采集．存在开发难度大、周期长、LabVIEW两部分。成本高等不足，虚拟仪器的出现大大突破了传统仪器在数系统测试的物理量包括液压挖掘机前、后泵的压力据采集、处理、显示、存储等方面的限制，实际上是在开放和输H