基于CompactRIO的嵌入式高精度渦輪增壓器性能檢測技術設計

使用基于CompactRIO的全新檢測系統替換PLC系統，從而可以節省空間并且提供更高的精度、分辨率和更優秀異的性能。

船只的引擎功能很大程度上依賴于引擎渦輪增壓器的輸出性能。因此，在安裝船只引擎之前進行渦輪增壓器高級性能檢測是十分重要的質量控制步驟，因為它可以在制造過程早期發現問題，并加以解決。理想的渦輪增壓器系統必須具有快速響應時間、高精度和準確的數據檢測能力，這包括功能驗證和分析功能。

我們用基于CompactRIO的嵌入式系統替換了現有的可編程邏輯控制器（PLC）檢測系統，從而提高了控制的精度級別。與之前的PLC解決方案相比，新系統具有多個優勢，包括精確的閥門控制和更精確的溫度、壓力和轉速測量。由于CompactRIO具有更高的性能和穩定性，新系統能夠精確快速地完成例如渦輪增壓器預備性能檢測和精確信息分析等功能，從而可以確保產品的穩定性。

在開發時間和資源分配方面，需要一個人進行硬件設計兩個月，一個人進行軟件開發三個月以及一個人進行調試和檢測一個月。

基于CompactRIO的全新檢測系統可以測量用于船只引擎驅動的渦輪增壓器的性能，。天然氣、空氣和汽油的輸入量需要根據安裝的閥門進行調節。根據調節后的量，渦輪增壓器、渦輪映射和壓縮機映射的效率必須使用關于渦輪增壓器的壓力、溫度和速度值進行測量。

圖1：系統組成方塊圖

檢測系統需要每個測量單元具有高分辨率，因為它必須測量性能參數，而現有的PLC系統由于每個單元數據范圍有限，因此無法達到所需的精度等級。CompactRIO的高分辨率提供了對于采集精確數據測量渦輪增壓器性能而言十分重要的精度。

系統組成

系統由多個組件組成，完成渦輪增壓器I/O部分的測量，包括溫度、壓力和轉速測量單元，以太網通信，數據采集，單元自動控制，外部接口，CompactRIO以及用戶接口。

系統由多個組件組成，完成渦輪增壓器I/O部分的測量，包括溫度、壓力和轉速測量單元，以太網通信，數據采集，單元自動控制，外部接口，CompactRIO以及用戶接口。

我們在檢測渦輪增壓器性能時，可以通過用戶界面修改溫度和氣壓。CompactRIO測量的數據可以集成并顯示在用戶界面中，測試員也可以控制整個系統。

圖2：PC部分和CompactRIO部分之間的鏈路

CompactRIO模塊

渦輪增壓器性能中最重要的變量包含溫度、壓力和轉速。系統組件包含多個NI C系列模塊，包括NI 9217 RTD模擬輸入模塊測量電阻溫度傳感器（RTD）溫度、NI 9211熱電偶輸入模塊測量熱電偶溫度、NI 9203數據采集模塊測量壓力和電流、NI 9423漏極數字輸入模塊測量轉速。此外，還采用了NI 9265同步更新模擬輸出模塊作為系統和模擬輸出值的外部接口，NI 9425漏極數字輸入模塊和NI 9476源數字輸出模塊用于數字I/O值。檢測系統由系統操作員通過用戶界面進行控制。監視外部系統使得用戶可以控制和管理整個系統。

結論

渦輪增壓器是車輛引擎的重要部分，其性能直接影響整個引擎的性能。對渦輪增壓器性能進行適當的測試是確保最終產品質量的關鍵步驟。以前的PLC系統無法提供所需的精度。使用基于CompactRIO的全新檢測系統替換PLC系統節省了空間，并且提供了更高的精度、更高的分辨率和更好的性能。此外，由于系統開發員熟悉CompactRIO的開發方法，可以在短時間內讓系統開始運行，這樣節省了時間和開發資源。