本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集及測試
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站。
背景技術(shù)：
：為確保電力推進(jìn)動力及系統(tǒng)能滿足使用要求，一次成功裝備艦船，在研究設(shè)計(jì)過程中必須要進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證，檢驗(yàn)各設(shè)備的性能指標(biāo)、設(shè)備與設(shè)備之間的匹配性、設(shè)備與系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)一致性、系統(tǒng)與總體間接口的合理性等，以充分暴露、消除系統(tǒng)及所用設(shè)備存在的問題，保證系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)良好。而要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，首先要獲取和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。目前，主要通過陸上聯(lián)調(diào)試驗(yàn)、系泊試驗(yàn)和航行試驗(yàn)來測試電力推進(jìn)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，每進(jìn)行一次試驗(yàn)均需設(shè)計(jì)一套專門的系統(tǒng)用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取與分析，且存在通道少、采樣率低、采樣精度低等多種問題。目前，科技論文、碩博論文、專利也沒有相關(guān)的完善的、統(tǒng)一的關(guān)于艦船交流電力推進(jìn)系統(tǒng)測試技術(shù)的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，尚不能滿足先進(jìn)電力推進(jìn)系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證的要求。為了提高試驗(yàn)驗(yàn)證能力，確保試驗(yàn)的真實(shí)性、有效性，必須自主創(chuàng)新開展電力推進(jìn)系統(tǒng)測試技術(shù)的研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于針對以上情況，提供一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，用于獲取和分析電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)各設(shè)備的性能指標(biāo)、設(shè)備與設(shè)備之間的匹配性、設(shè)備與系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)一致性、系統(tǒng)與總體間接口的合理性等，以充分暴露、消除系統(tǒng)及所用設(shè)備存在的問題，保證系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)良好。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，包括傳感器部分、柜體以及設(shè)于柜體內(nèi)的數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理分析部分，所述的數(shù)據(jù)采集部分包括調(diào)理模塊、精密電阻、PXI機(jī)箱、控制器、采集卡、KVM和網(wǎng)絡(luò)存儲硬盤，所述的數(shù)據(jù)處理分析部分包括交換機(jī)和遠(yuǎn)程工作站，所述的柜體內(nèi)從上至下還分別安放有模擬量輸入接口箱、RTD和開關(guān)量輸入接口箱，所述的柜體前方設(shè)置有急停開關(guān)和電源開關(guān)，所述的柜體后方設(shè)置有模擬量輸入接口、RTD輸入接口、開關(guān)量輸入接口、PDU、220V進(jìn)線接口和接地端子。所述的一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，其數(shù)據(jù)處理分析部分通過網(wǎng)口與數(shù)據(jù)采集部分連接。所述的一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，其調(diào)理模塊的輸入端使用防水航空插座插頭通過屏蔽線纜連接至傳感器。所述的一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，其柜體內(nèi)設(shè)有可抽出的若干抽屜單元，柜體頂部有進(jìn)線口，所述的進(jìn)線口處安裝有毛刷。所述的一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，其柜體側(cè)面下部、底部擋板均可拆卸。本實(shí)用新型的有益效果是：一是測試信號每通道使用屏蔽線纜和一套插拔式航插，可靠性高；二是通道多，能同時采集64路模擬信號、40路RTD信號、8計(jì)數(shù)器信號，還具備32路數(shù)字開關(guān)信號的輸入輸出能力；三是64路模擬信號能夠?qū)崿F(xiàn)同步采集，便于分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)；四是通過信號調(diào)理，可將4-20mA、0-50mA、0-100mA、0-200mA、0-400mA信號均轉(zhuǎn)換為0-10V信號，輸入到采集卡，具有通用性；五是柜體采用抽屜式結(jié)構(gòu)，模擬量輸入接口箱、RTD和開關(guān)量輸入接口箱均可抽出，方便維護(hù)；六是采集卡均采用美國NI公司PXI平臺產(chǎn)品，采用模塊化的結(jié)構(gòu)，具有可擴(kuò)展性；七是模擬采集卡具有250kS/s/通道的采樣率，每通道間隔離，每通道具有可編程增益和低通濾波選項(xiàng)，RTD采集卡具有0.09℃典型精確度，高度模式時每通道100S/s的采樣率，采樣率高和采樣精度高；八是工作站底部裝有滑輪，具有可移動性。附圖說明圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；圖2為本實(shí)用新型的前部視圖；圖3為本實(shí)用新型的背部視圖；圖4為本實(shí)用新型的內(nèi)部視圖。各附圖標(biāo)記為：1—KVM，2—急停開關(guān)，3—電源開關(guān)，4—抽屜單元，11—機(jī)箱，12—模擬量輸入接口，13—RTD輸入接口，14—開關(guān)量輸入接口，15—交換機(jī)，16—PDU，17—220V進(jìn)線接口，18—接地端子，23—模擬量輸入接口箱，24—RTD和開關(guān)量輸入接口箱。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參照圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集工作站，包括傳感器部分、柜體以及設(shè)于柜體內(nèi)的數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理分析部分，其中所述的傳感器部分包括各種傳感器、電纜及航插，用于將其轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)采集部分可以識別的電壓或電流信號，所述的數(shù)據(jù)采集部分包括調(diào)理模塊、精密電阻、PXI機(jī)箱11、控制器、采集卡、KVM1和網(wǎng)絡(luò)存儲硬盤，用于采集傳感器數(shù)據(jù)，并實(shí)時顯示，所述的數(shù)據(jù)處理分析部分包括交換機(jī)15和遠(yuǎn)程工作站，用于分析采集后的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)回放等，所述的柜體內(nèi)從上至下還分別安放有PXI機(jī)箱11、模擬量輸入接口箱23、RTD和開關(guān)量輸入接口箱24，所述的柜體前方設(shè)置有急停開關(guān)2、電源開關(guān)3以及用戶交互使用的KVM1，采集顯示程序在KVM1中顯示，所述的柜體后方提供各種信號的連接，包括設(shè)置有模擬量輸入接口12、RTD輸入接口13、開關(guān)量輸入接口14、PDU16、220V進(jìn)線接口17和接地端子18，以及網(wǎng)線和電源線等。所述的柜體內(nèi)設(shè)有可抽出的若干抽屜單元4，模擬量輸入接口箱、RTD和開關(guān)量輸入接口箱均可抽出，便于維護(hù)，柜體頂部有進(jìn)線口，所述的進(jìn)線口處安裝有毛刷，防止灰塵進(jìn)入；所述的柜體側(cè)面下部、底部擋板均可拆卸，方便引入外部信號線。各傳感器主要參數(shù)如下表所示：對于兩線差分模擬采樣的通道，每通道使用兩芯屏蔽線纜和一套兩芯航插；對于RTD信號的模擬采樣通道，每通道使用四芯屏蔽線纜和一套四芯航插；對于計(jì)數(shù)器通道，每通道使用一套兩芯航插。航空插座插頭為插拔式，便于接線，信號可靠性高且能有效避免接線錯誤和接線松動，各接口箱附近均裝有足夠的支架，用于外部信號線的固定，有效保證柜內(nèi)接線整潔，避免接線松動。模擬量通道對各種傳感器均能進(jìn)行信號采集，電流采集采用不同的方式實(shí)現(xiàn)：對于4-20mA通用的傳感器輸出信號，采用通用的調(diào)理模塊實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)理模塊將信號轉(zhuǎn)換為0-10V信號；對于0-50mA、0-100mA、0-200mA、0-400mA非標(biāo)的傳感器輸出信號，采用外接精密電阻實(shí)現(xiàn)，通過精密電阻將信號轉(zhuǎn)換為0-10V信號，具有通用性。輸入信號和精密電阻的分析如下表所示。最大輸入電流（A）最大輸出電壓(V)電阻(Ω)最大功率(W)精度通道數(shù)電阻數(shù)量0.05102000.50.1%10100.11010010.1%10100.2105020.1%10100.4102541%1010系統(tǒng)采用美國國家儀器公司（NI）基于PXI平臺的虛擬儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)中PXI采集測試設(shè)備安放在數(shù)據(jù)采集工作站中，主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示。序號名稱型號參數(shù)數(shù)量1機(jī)箱PXIe-10758個混合插槽、8個PXIExpress插槽、1個PXIExpress系統(tǒng)定時插槽，與PXI、PXIExpress、CompactPCI、CompactPCIExpress模塊兼容，每插槽高達(dá)1GB/s的專用帶寬和4GB/s的系統(tǒng)帶寬12控制器PXIe-81352.3GHz四核IntelCorei7-3610QE處理器，高帶寬PXIExpress嵌入式控制器，具有高達(dá)8GB/s系統(tǒng)帶寬和4GB/s插槽帶寬13模擬采集卡PXIe-43008路同步采樣模擬輸入通道，250kS/s/通道的采樣率，每通道間隔離，每通道具有可編程增益和低通濾波選項(xiàng)84RTD采集卡PXIe-4357用于PT100RTD的20路通道，0.09℃典型精確度，高度模式時每通道100S/s的采樣率，支持2線、3線和4線RTD25計(jì)數(shù)器PXIe-66148個32位計(jì)數(shù)器/計(jì)時器和40條雙向數(shù)字I/O線1系統(tǒng)中使用的調(diào)理模塊固定在模擬輸入箱中，調(diào)理模塊的輸出端通過NI轉(zhuǎn)接端子盒接入到NI的各種采集，調(diào)理模塊的輸入端使用防水航空插座插頭通過屏蔽線纜連接至傳感器。所述的數(shù)據(jù)處理分析部分通過網(wǎng)口與數(shù)據(jù)采集部分連接，因?yàn)閮蓚€系統(tǒng)都是Windows操作系統(tǒng)，所以在數(shù)據(jù)處理分析部分上通過遠(yuǎn)程桌面鏈接與數(shù)據(jù)采集部分連接，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集部分上對數(shù)據(jù)回放，處理分析，將整個功能都集中在數(shù)據(jù)采集部分上，簡化了整個流程。本專利提出的數(shù)據(jù)采集工作站與上述內(nèi)容相比有幾個創(chuàng)新點(diǎn)：一是測試信號每通道使用屏蔽線纜和一套插拔式航插，可靠性高；二是通道多，能同時采集64路模擬信號、40路RTD信號、8計(jì)數(shù)器信號，還具備32路數(shù)字開關(guān)信號的輸入輸出能力；三是64路模擬信號能夠?qū)崿F(xiàn)同步采集，便于分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)；四是通過信號調(diào)理，可將4-20mA、0-50mA、0-100mA、0-200mA、0-400mA信號均轉(zhuǎn)換為0-10V信號，輸入到采集卡，具有通用性；五是柜體采用抽屜式結(jié)構(gòu)，模擬量輸入接口箱、RTD和開關(guān)量輸入接口箱均可抽出，方便維護(hù)；六是采集卡均采用美國NI公司PXI平臺產(chǎn)品，采用模塊化的結(jié)構(gòu)，具有可擴(kuò)展性；七是模擬采集卡具有250kS/s/通道的采樣率，每通道間隔離，每通道具有可編程增益和低通濾波選項(xiàng)，RTD采集卡具有0.09℃典型精確度，高度模式時每通道100S/s的采樣率，采樣率高和采樣精度高。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。當(dāng)前第1頁1 2 3