一種基于opc的電磁鐵性能測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、程控電源、核心控制板、控制PC和遠程監(jiān)控PC，數(shù)據(jù)采集單元輸出端與核心控制板相連，程控電源分別與電磁鐵、核心控制板相連，核心控制板通過串口總線與控制PC相連，控制PC使用OPC功能通過網(wǎng)絡接口與遠程監(jiān)控PC相連。本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集單元實時采集電磁鐵的壓力和位移信號，程控電源采集電壓和電流信號，并將采集到的數(shù)據(jù)信號送入核心控制板，核心控制板將采集到的數(shù)據(jù)進行處理后送入控制PC，控制PC根據(jù)核心控制板輸入的數(shù)據(jù)將測試結果進行顯示、存儲、打印，實現(xiàn)了對電磁鐵性能的自動化測試，使測試效率和測試精度得到非常大的提高。
【專利說明】一種基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前，電磁鐵的應用已深入到眾多工程自動化領域，對其性能的測試方案也逐步由傳統(tǒng)的“傳感器+數(shù)據(jù)記錄”模式發(fā)展為基于計算機技術的半自動化測試系統(tǒng)。但由于測試方案或硬件單元的設計不合理，造成系統(tǒng)功能過于簡單、自動化程度不高或者系統(tǒng)結構復雜、測試精度不高，無法實現(xiàn)遠程控制。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、測試效率和精度高、自動化程度高并且能夠實現(xiàn)遠程監(jiān)控的基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決上述問題的技術方案是:一種基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集單元、程控電源、核心控制板、控制PC和遠程監(jiān)控PC，所述數(shù)據(jù)采集單元輸出端與核心控制板相連，將采集到的數(shù)據(jù)信號送入核心控制板中，所述程控電源分別與電磁鐵、核心控制板相連，核心控制板控制程控電源的輸出，核心控制板通過串口總線與控制PC相連，將采集到的數(shù)據(jù)進行處理后送入控制PC，所述控制PC使用OPC功能通過網(wǎng)絡接口與遠程監(jiān)控PC相連。
[0005]上述基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)采集單元包括位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器，位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器的信號輸入端與電磁鐵相連，信號輸出端與核心控制板相連。
[0006]上述基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)中，所述核心控制板包括核心控制模塊、AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊，所述核心控制模塊分別與AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊相連，所述數(shù)據(jù)采集單元的傳感器信號輸出端與傳感器接口相連，傳感器接口通過AD轉換模塊與核心控制模塊相連。
[0007]上述基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)中，所述核心控制模塊的主芯片采用PIC18F8722 單片機。
[0008]上述基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)中，所述控制PC包括控制器、鼠標、鍵盤、打印機、存儲器和顯示器，所述核心控制模塊通過串口通信模塊與控制器相連，控制器分別與鼠標、鍵盤、打印機、存儲器、顯示器、遠程監(jiān)控PC相連。
[0009]上述基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)中，所述的測試系統(tǒng)的電磁鐵測試性能包括:彈簧力測試、電磁鐵位移測試、吸合電壓和斷開電壓測試、最小啟動電流和保持電流測試、力位移曲線測試、力電壓曲線測試、彈簧力位移曲線測試、壽命測試。
[0010]所述的彈簧力測試為在電磁鐵線圈不通電的情況下，從位移測量的終點開始通過步進電機帶測量桿上移，當力傳感器讀出的力大于背面橡膠力時，力的讀數(shù)減去橡膠所產(chǎn)生的力即為初時彈簧力。
[0011]所述的電磁鐵位移測試為在電磁鐵不通電的情況下，控制步進電機帶動測量桿，當力傳感器感應到有力的作用時，說明測量桿已經(jīng)與電磁鐵發(fā)生了接觸，此時所對應的位置即為電磁鐵的原點，然后給電磁鐵通以額定電流，步進電機再反轉，帶動測量桿后退，當力傳感器沒有讀數(shù)時，說明測量桿已經(jīng)與電磁鐵脫離，此位置即為電磁鐵的終點，原點和終點的位移之差即為電磁鐵的位移。
[0012]所述的吸合電壓和斷開電壓的測試包括吸合電壓的測試是通過程控電源給電磁鐵從OV開始往上加電壓，直到電磁鐵開始產(chǎn)生吸合動作，此電壓即為吸合電壓；通過程控電源給電磁鐵從額定電壓往下減電壓，直到電磁鐵縮回，此電壓即為斷開電壓，電磁鐵的吸合與斷開是通過上下側的兩個光纖傳感器來進行判斷的。
[0013]所述的最小啟動電流和保持電流測試包括最小啟動電流即為吸合電壓條件下的電流；額定電壓下，電磁鐵穩(wěn)定吸合時的電流為保持電流。
[0014]所述的力位移曲線測試為在電磁鐵不通電的情況下，控制步進電機帶動測量桿下移，找到電磁鐵的原點，再給電磁鐵線圈通以額定電壓并保持不變，從原點(電磁鐵未伸出)開始，通過步進電機后退來控制電磁鐵伸出的長度，使電磁鐵一步一步的伸出，測量出每一點輸出力和位移之間的相互關系，得到正向力位移曲線，在測量桿到達終點之后，通過步進電機前進來控制電磁鐵伸出的長度，使電磁鐵一步一步的往里縮回，測量出每一點輸出力和位移之間的相互關系，直到回到電磁鐵的原點，得到反向力位移曲線。
[0015]所述的力電壓曲線測試為先把電磁鐵鐵芯固定在某一個位置(任意位置可以設置)，然后通過程控電源從吸合電壓開始給電磁鐵施加一逐漸上升的電壓，通過力傳感器測量出每一電壓下所對應的力，由此得到的曲線即為力電壓曲線。
[0016]所述的彈簧力位移測試為在電磁鐵線圈不通電的情況下，從彈簧裝配的原點開始通過步進電機帶測量桿上移，測量出彈簧整個行程內彈簧力和位移之間的相互關系，而得到彈簧力位移特性曲線。
[0017]所述的壽命測試為在不給電磁鐵加載的前提下，給電磁鐵不斷交替加額定電壓和OV電壓，使電磁鐵不停的吸合和斷開，并通過光纖傳感器記數(shù)而得到電磁鐵的測量次數(shù)，直到完成設定壽命次數(shù)的測量，或者直到電磁鐵失效即光纖傳感器無法感應到吸合為止。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明實時采集電磁鐵的壓力、位移、電壓、電流信號，并將采集到的數(shù)據(jù)信號送入核心控制板，核心控制板將數(shù)據(jù)采集單元輸送的數(shù)據(jù)進行處理后送入控制PC，控制PC根據(jù)核心控制板輸入的數(shù)據(jù)將測試結果進行顯示、存儲、打印，實現(xiàn)了對電磁鐵性能的自動化測試，使測試效率和測試精度得到非常大的提高；
2、控制PC通過網(wǎng)絡端口將測試結果傳送至遠程監(jiān)控PC，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的整體結構框圖。
[0020]圖2為圖1中的核心控制板結構框圖。
[0021]圖3為圖1中的控制PC結構框圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集單元、程控電源、核心控制板、控制PC和遠程監(jiān)控PC，所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端與核心控制板相連，將采集到的數(shù)據(jù)信號送入核心控制板中，所述程控電源分別與電磁鐵、核心控制板相連，由核心控制板控制程控電源的輸出，核心控制板通過串口總線與控制PC相連，將數(shù)據(jù)采集單元輸送的數(shù)據(jù)進行處理后送入控制PC，控制PC通過與核心控制板的通信，控制程控電源對電磁鐵進行操作，所述控制PC與遠程監(jiān)控PC相連。
[0024]所述數(shù)據(jù)采集單元包括位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器，位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器的信號輸入端與電磁鐵相連，信號輸出端與核心控制板相連，位移傳感器用于檢測電磁鐵磁芯伸縮長度，光纖傳感器用于檢測電磁鐵是否吸合，力傳感器用于檢測電磁鐵吸合過程中產(chǎn)生的推拉力，程控電源用于給電磁鐵施加電流或電壓，所述的力、位移傳感器精度均為0.1%FS，實測為0.06%O
[0025]如圖2所示，所述核心控制板采用嵌入式實時控制系統(tǒng)進行控制，并設有保護電路和復位電路，核心控制板包括核心控制模塊、AD轉換模塊、繼電器接口模塊、數(shù)顯表模塊、電源模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊。AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊均為背插式結構，核心控制模塊的主芯片采用PIC18F8722單片機，核心控制模塊分別與AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊相連，所述傳感器接口與數(shù)據(jù)采集單元的信號輸出端相連，然后通過AD模塊與核心控制模塊相連，所述的AD模塊為帶12位AD控制電路，基準電壓采用REF195FS (精度為0.02級)，實測精度為0.03%。所述的繼電器模塊用于實現(xiàn)電壓轉換，實現(xiàn)核心控制板的控制功能，所述的數(shù)顯表模塊用于驅動顯示儀表，顯示儀表能夠實時顯示被測電磁鐵的位移值、電壓值，電流值以及報警指示。所述串口通信模塊與控制PC相連，串口通信模塊設有兩個擴展串口 RS232，一個用于與控制PC通信，另一個為備用串口。串口通信采用MAX232以及光耦進行數(shù)據(jù)隔離。
[0026]如圖3所示，所述控制PC包括控制器、鼠標、鍵盤、打印機、存儲器和顯示器，所述核心控制模塊通過串口通信模塊與控制器相連，控制器分別與鼠標、鍵盤、打印機、存儲器、顯示器相連，控制器通過OPC功能與遠程監(jiān)控PC進行通信?？刂芇C的上位機軟件集成了OPC數(shù)據(jù)服務器，軟件啟動時，OPC服務即隨之啟動。OPC服務器程序按照OPC DA2.0標準發(fā)布數(shù)據(jù)，可以使用任何支持OPC DA2.0協(xié)議的客戶端軟件連接服務器。
【權利要求】
1.一種基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集單元、程控電源、核心控制板、控制PC和遠程監(jiān)控PC，所述數(shù)據(jù)采集單元輸出端與核心控制板相連，將采集到的數(shù)據(jù)信號送入核心控制板中，所述程控電源分別與電磁鐵、核心控制板相連，核心控制板控制程控電源的輸出，核心控制板通過串口總線與控制PC相連，將采集到的數(shù)據(jù)進行處理后送入控制PC，所述控制PC使用OPC功能通過網(wǎng)絡接口與遠程監(jiān)控PC相連。
2.如權利要求1所述的基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元包括位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器，位移傳感器、力傳感器和光纖傳感器的信號輸出端與核心控制板相連。
3.如權利要求2所述的基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述核心控制板包括核心控制模塊、AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊，所述核心控制模塊分別與AD轉換模塊、繼電器接口模塊、電源模塊、數(shù)顯表模塊、傳感器接口模塊以及串口通信模塊相連，所述數(shù)據(jù)采集單元的傳感器信號輸出端與傳感器接口相連，傳感器接口通過AD轉換模塊與核心控制模塊相連。
4.如權利要求3所述的基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述核心控制模塊的控制主芯片采用PIC18F8722單片機。
5.如權利要求3所述的基于OPC的電磁鐵性能測試系統(tǒng)，其特征在于:所述控制PC包括控制器、鼠標、鍵盤、打印機、存儲器和顯示器，所述核心控制模塊通過串口通信模塊與控制器相連，控制器分別與鼠標、鍵盤、打印機、存儲器、顯示器、遠程監(jiān)控PC相連。
【文檔編號】G01R31/00GK104501871SQ201410826003
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】黃輝先, 譚榮福, 譚志飛, 陳任, 陳資濱, 毛美姣, 任科明, 龐達凌, 曾莎 申請人:湘潭大學