報(bào)警參數(shù)包括:水溫高、油溫高、油壓低、轉(zhuǎn)速高、機(jī)油濾清器壓差大、缸排溫差大或做功能力差大；開關(guān)量報(bào)警參數(shù)指潤滑油金屬顆粒含量信號；變化趨勢的報(bào)警參數(shù)指潤滑油含水量及粘度。
[0031]服務(wù)器的專家診斷系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)超過報(bào)警值的設(shè)定值時，提示故障原因及解決辦法；在服務(wù)器中預(yù)先設(shè)定異常參數(shù)的誘因及對應(yīng)的解決辦法，發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且系統(tǒng)間存在關(guān)聯(lián)，因此每個異常參數(shù)會提示多個系統(tǒng)都存在的故障，專家診斷系統(tǒng)提示故障的原因，并提供推薦的排查方法及故障的解決方案，方便操作人員盡快定位故障，避免出現(xiàn)誤操作。
[0032]有益效果:
[0033]1.本發(fā)明提出的系統(tǒng)涵蓋了目前發(fā)動機(jī)狀態(tài)監(jiān)測儀的常規(guī)測試功能，潤滑油狀態(tài)在線分析功能、各缸燃燒狀況及做功不均分析功能，通過這些參數(shù)的分析，不僅可以實(shí)時了解發(fā)動機(jī)各關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)，此外，對于潤滑油變質(zhì)帶來的發(fā)動機(jī)摩擦磨損性潛在故障及各缸燃燒差異及做功不均帶來的突發(fā)性故障都有完善的監(jiān)測，可以更加全面的評價(jià)發(fā)動機(jī)的綜合性能。
[0034]2.本發(fā)明提出的系統(tǒng)可以將各種監(jiān)測參數(shù)通過有線或無線的方式發(fā)送至服務(wù)器，使操作人員在服務(wù)器處即可實(shí)時了解各類參數(shù)，對于操作人員的工作產(chǎn)生極大便利。
[0035]3.一臺服務(wù)器可以通過通訊的方式連接多臺發(fā)動機(jī)的信號處理單元，各發(fā)動機(jī)的監(jiān)測參數(shù)可以同時保存，因此本系統(tǒng)可以監(jiān)測發(fā)動機(jī)從開始使用直到故障出現(xiàn)整個過程的運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以為發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品的改進(jìn)提供參考。對于發(fā)動機(jī)的用戶而言，也可以為發(fā)動機(jī)的使用保養(yǎng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0036]4.本系統(tǒng)的服務(wù)器具備專家系統(tǒng)功能，將發(fā)動機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)與故障狀態(tài)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，一旦異常參數(shù)出現(xiàn)，在排除傳感器數(shù)據(jù)異常的條件下，通過專家系統(tǒng)可以快速的提示與當(dāng)前異常參數(shù)相關(guān)的可能故障原因，為操作人員的下一步操作提供參考建議，有利于避免誤操作帶來的更大損失。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0038]圖2(a)為NTC熱敏電阻傳感器信號處理電路；圖2(b)為K系列熱電偶信號處理電路；圖2(c)為電流信號處理電路；圖2(d)為脈沖信號處理電路；圖2(e)為開關(guān)量信號處理電路；
[0039]圖3為服務(wù)器工作方法流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0041]如圖1所示，適用于大功率發(fā)動機(jī)的綜合性能智能分析系統(tǒng)，包括傳感器模塊，所述傳感器模塊將采集的信號送給信號處理單元；所述信號處理單元包括信號處理電路和采集板；所述信號處理電路對傳感器模塊傳來的信號進(jìn)行處理并將處理后的信號送給采集板，所述采集板包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和單片機(jī)；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將信號處理電路傳來的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并將數(shù)字量信號送給單片機(jī)；單片機(jī)也能通過輸入捕獲模塊接收經(jīng)過信號處理電路處理后的顆粒傳感器傳來的潤滑油金屬顆粒信息；單片機(jī)也能通過CAN總線直接接收潤滑油狀態(tài)傳感器發(fā)送的潤滑油狀態(tài)信息；單片機(jī)的輸出端連接聲光報(bào)警單元，單片機(jī)通過通訊模塊將分析處理后的信號發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器對接收的信號進(jìn)行分析處理。
[0042]本實(shí)施例中所述傳感器模塊包括NTC熱敏電阻傳感器、K系列熱電偶傳感器、壓力變送器、磁電或霍爾式傳感器、潤滑油狀態(tài)傳感器及顆粒傳感器。
[0043]傳感器既可以反映發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度、冷卻水溫、進(jìn)氣溫度、機(jī)油壓力及進(jìn)氣壓力等常規(guī)運(yùn)行信息，也可以反映發(fā)動機(jī)瞬時轉(zhuǎn)速及各缸排氣溫度等表征各缸做功能力和燃燒性能的參數(shù)，此外還可以反映潤滑油的介電常數(shù)、粘度、密度及金屬顆粒含量等表征潤滑系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)。傳感器的信號送入信號處理單元中，經(jīng)過信號處理單元中的信號處理電路處理后，送入信號處理單元中的采集板進(jìn)行測試分析。
[0044]對于NTC熱敏電阻、K系列熱電偶及壓力變送器等模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的數(shù)字量，并傳送至采集板的單片機(jī)；單片機(jī)通過輸入捕捉模塊可以得到發(fā)動機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速信號，進(jìn)而計(jì)算得到各缸做功能力；單片機(jī)通過CAN總線通訊得到潤滑油參數(shù)傳感器輸出的介電常數(shù)等參數(shù)；單片機(jī)通過輸入捕捉模塊得到潤滑油金屬顆粒含量是否超標(biāo)。采集板處理的結(jié)果可以通過有線傳輸方式或無線傳輸方式發(fā)送至服務(wù)器；服務(wù)器對接收的信號進(jìn)行有效性判斷后，實(shí)時顯示并保存各參數(shù)；如果參數(shù)超過設(shè)定限值，通過聲光報(bào)警等方式提醒操作人員；并利用專家診斷方法判斷可能的異常原因，給出相應(yīng)的故障排查建議及維修辦法。
[0045]機(jī)油溫度、冷卻水溫度及進(jìn)氣溫度等均采用NTC熱敏電阻傳感器進(jìn)行采集，該傳感器輸出為隨溫度改變的電阻信號；排氣溫度由安裝在各缸排氣管的K系列熱電偶傳感器測量，該傳感器輸出為電勢信號；機(jī)油壓力及進(jìn)氣壓力等壓力信號均采用壓力變送器測量，輸出為標(biāo)準(zhǔn)的4?20mA電流信號；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及瞬時轉(zhuǎn)速由安裝在飛輪齒圈附近的磁電或霍爾式傳感器測量，這類傳感器輸出為脈沖信號；反映潤滑油狀態(tài)的介電常數(shù)、粘度、密度等參數(shù)由一體化潤滑油狀態(tài)傳感器得到，該傳感器可以將測試的數(shù)據(jù)通過CAN總線輸出；潤滑油中金屬顆粒含量則通過顆粒傳感器得到，該傳感器輸出開關(guān)量信號表征顆粒含量是否超標(biāo)；上述各種信號都送入信號處理單元進(jìn)行處理。
[0046]信號處理單元包括信號處理電路和采集板兩部分，其中信號處理電路用于對各種傳感器的信號進(jìn)行處理，主要包括NTC熱敏電阻傳感器信號處理電路、熱電偶信號處理電路、電流信號處理電路、脈沖信號處理電路及開關(guān)量信號處理電路部分。
[0047]其中，NTC熱敏電阻傳感器信號處理電路通過將傳感器用精密電阻上拉至5V電源的方式，將熱敏電阻傳感器信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。熱電偶信號處理電路則通過運(yùn)算放大器OP1177對熱電偶信號進(jìn)行放大處理；采用電路消除運(yùn)放失調(diào)電壓對熱電偶輸出的微小信號放大的影響；采用PN節(jié)進(jìn)行冷端溫度的補(bǔ)償。電流信號處理電路通過精密電阻將4?20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)過運(yùn)放芯片進(jìn)行放大處理。脈沖信號處理電路則首先通過運(yùn)算放大器TLC277對輸入的信號進(jìn)行放大，進(jìn)而通過施密特觸發(fā)器4093對放大后的信號進(jìn)行整形處理。開關(guān)量信號處理電路通過三極管9013將12V電平的信號轉(zhuǎn)化為5V電平的信號，且處理后的信號與輸入信號正好反向。
[0048]上述處理后的信號都送入信號處理單元的采集板中，采集板的核心部件是飛思卡爾8位單片機(jī)MC9S08DZ60。處理后的NTC熱敏電阻傳感器、熱電偶傳感器及壓力傳感器等信號送入采集板的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8320中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換的結(jié)果通過SPI總線傳送至單片機(jī)；脈沖信號及開關(guān)量信號則送入單片機(jī)的輸入捕獲模塊進(jìn)行處理；潤滑油狀態(tài)傳感器測試的參數(shù)則直接通過CAN總線傳送至單片機(jī)的CAN總線模塊進(jìn)行處理。采集板的單片機(jī)將各種信號進(jìn)行處理后，將處理的結(jié)果可以通過485或CAN總線等有線方式傳送至服務(wù)器，亦可以通過GPRS無線通訊方式傳送至服務(wù)器。
[0049]一種適用于大功率發(fā)動機(jī)的綜合性能智能分析系統(tǒng)方法，單片機(jī)的功能主要包括信號采集處理及與服務(wù)器的通訊兩部分，由于系統(tǒng)中采用了多種類型的傳感器，對于不同傳感器的采集方法也不相同。
[0050]對于NTC熱敏電阻傳感器、熱電偶傳感器及壓力傳感器等模擬量信號，通過定時采集的方式得到各傳感器的數(shù)據(jù)，采集的間隔可以通過服務(wù)器設(shè)置。信號的每次采樣都連續(xù)采集多個點(diǎn)，并對多點(diǎn)采集的結(jié)果進(jìn)行去除最大值和最小值處理，進(jìn)而通過多點(diǎn)平均和四點(diǎn)滑動濾波得到每個采樣點(diǎn)的最終采樣結(jié)果，通過上述處理方法可以有效的去除隨機(jī)干擾成分的影響，提高信噪比。
[0051]瞬時轉(zhuǎn)速信號通過單片機(jī)的輸入捕獲模塊實(shí)現(xiàn)，通過單片機(jī)的寄存器配置，設(shè)置下降沿捕獲脈沖，記錄每次捕獲脈沖的時刻，相鄰兩次時刻的差值即為飛輪齒圈相鄰兩齒間的時間，根據(jù)相鄰兩齒的時間可以換算得到發(fā)動機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)瞬時轉(zhuǎn)速信號每個波動的波谷到波峰的變化量得到發(fā)動機(jī)各缸的做功能力。做功能力以百分?jǐn)?shù)的方式表征，做功能力最大的缸是100%，其它缸以該缸為基礎(chǔ)相應(yīng)求出對應(yīng)的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)瞬時轉(zhuǎn)速信號得到發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈的時間，進(jìn)而求得發(fā)動機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行轉(zhuǎn)速。
[0052]系統(tǒng)采用的潤滑油狀態(tài)傳感器通過CAN總線傳送數(shù)據(jù)，傳感器傳送數(shù)據(jù)的波特率為250k/s，通過2幀數(shù)據(jù)發(fā)