家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)，由IPC、測試軟件、數(shù)據(jù)采集控制箱組成。其中數(shù)據(jù)采集控制箱內(nèi)部主要以USB4716和USB4751數(shù)據(jù)采集模塊為中心，同時集成了A/D、D/A模擬信號模塊，比例閥、控制器工作電壓電流采集模塊，DI/DO電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動模塊，T/C頻率輸出模塊，T/C頻率輸入測量模塊。該系統(tǒng)利用硬件在環(huán)仿真原理模擬仿真控制器的外圍信號及運(yùn)行環(huán)境，使得控制器可以在此環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)際燃燒環(huán)境下的控制功能。該系統(tǒng)可以完成依據(jù)CJ/T421-2013《家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鳌窐?biāo)準(zhǔn)要求，對電子控制器進(jìn)行的性能測試，提高了測試的可靠性。
【專利說明】家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型屬于燃?xì)饩邫z測領(lǐng)域，特別涉及的一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞯姆抡鏈y試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
:
[0002]CJ/T421-2013《家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鳌窐?biāo)準(zhǔn)未實(shí)施以前，原有控制器檢測系統(tǒng)是采用傳統(tǒng)的實(shí)物試驗(yàn)，既通過一定的人工設(shè)置，連接上比例閥、風(fēng)機(jī)、三通閥、水泵、點(diǎn)火針、溫度傳感器等設(shè)備，手動操作完成測試，檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是CJ/T3074-1998《家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鳌?。隨著家用燃具的發(fā)展，CJ/T3074-1998標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足產(chǎn)品的測試要求，將由新標(biāo)準(zhǔn)CJ/T421-2013替代，以補(bǔ)充和修改相應(yīng)的測試項(xiàng)目，如:熱應(yīng)力要求、連續(xù)運(yùn)行性能要求、內(nèi)部故障保護(hù)要求等。因此，原有的以連接實(shí)際設(shè)備來提供外圍信號的測試方式，在進(jìn)行故障導(dǎo)入、控制器嵌入式軟件測試、連續(xù)運(yùn)行性能試驗(yàn)等方面已不適用或操作復(fù)雜。
[0003]因此，尋找一種便捷、準(zhǔn)確的測試方法輔助、甚至部分替代傳統(tǒng)的實(shí)物試驗(yàn)，尤其是在較復(fù)雜的系統(tǒng)上，顯得愈發(fā)重要?；谏鲜鲂枨螅布诃h(huán)仿真(HILs)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，相對于傳統(tǒng)的實(shí)物試驗(yàn)，它利用仿真技術(shù)模擬待測元件的實(shí)際工作環(huán)境，降低空間和時間等限制，按照特定目的，進(jìn)行可控和可迭代的快速開發(fā)和測試；相對于虛擬仿真，它采用與實(shí)際系統(tǒng)近似的模擬環(huán)境仿真實(shí)際系統(tǒng)的工作環(huán)境，從而具有低成本、高可靠、可重復(fù)測試的特點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞯姆抡鏈y試系統(tǒng)，該系統(tǒng)就是利用硬件在環(huán)仿真原理模擬仿真控制器的外圍信號及運(yùn)行環(huán)境，使得控制器可以在此環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)際燃燒環(huán)境下的控制功能。該系統(tǒng)可以完成依據(jù)CJ/T421-2013《家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鳌窐?biāo)準(zhǔn)要求，對電子控制器進(jìn)行的性能測試。
[0005]如上構(gòu)思，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)，其特征在于:由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)組成；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括USB4716數(shù)據(jù)采集模塊和USB4751數(shù)據(jù)采集模塊；被測控制器的工作電壓、電流通過220V-5V模擬電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊、被測控制器的電磁閥的工作電流通過O — 5A直流電流到O - 5V電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊、被測控制器的PWM方式控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速通過PWM信號到直流O - 5V轉(zhuǎn)換模塊和ADAM3041模擬電壓隔離模塊，分別連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的A/D接口將信號傳送給IPC ;被測控制器的輸入端口通過ADAM3014模擬電壓隔離模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的D/A接口，接收IPC模擬的熱水出水溫度、冷水進(jìn)水溫度、水箱溫度、供暖水溫度和壓力傳感器的輸出信號；
[0006]被測控制器的的燃?xì)忾y狀態(tài)、點(diǎn)火控制狀態(tài)、三通閥狀態(tài)、水泵狀態(tài)、補(bǔ)水閥狀態(tài)和風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)信號通過80V-240V(AC/DC)隔離模塊連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ;被測控制器提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓狀態(tài)信號通過PCLD782DI24V隔離模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ；
[0007]被測控制器通過PCLD885DO繼電器輸出模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DO接口，接收IPC模擬的水位傳感器、過熱傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、控制器電源控制的輸出信號?br> [0008]被測控制器的工作頻率信號通過光電隔離脈沖檢出模塊連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的τ/c接口傳送給IPC ；
[0009]IPC通過USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的Τ/C接口接收光隔離脈沖輸出模塊的輸出信號，用于模擬控制器的流量傳感器、PWM方式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號。
[0010]本實(shí)用新型克服了原有檢測系統(tǒng)的不足，利用硬件在環(huán)仿真原理模擬仿真控制器的外圍信號及運(yùn)行環(huán)境，使得控制器可以在此環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)際燃燒環(huán)境下的控制功能。該系統(tǒng)可以完成依據(jù)CJ/T421-2013《家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鳌窐?biāo)準(zhǔn)要求，對電子控制器進(jìn)行的性能測試，整個試驗(yàn)過程都在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下進(jìn)行，相比人工操作時的測試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，檢測精度更高。試驗(yàn)中需連接的實(shí)際設(shè)備被信號接口替代，降低了試驗(yàn)的復(fù)雜性，檢測人員能夠更好地控制試驗(yàn)過程，做到了每個控制器的檢測都可追溯、可復(fù)現(xiàn)，節(jié)省了大量的時間，提高了測試的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0011]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
[0012]其中:1一IPC;2—集線器；3—USB4716 數(shù)據(jù)采集模塊；4，7，8—Al 接口 ；5— 220V到5V模擬電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊；6 — 0-5A直流電流到0-5V轉(zhuǎn)換隔離模塊；9，11 一ADAM3014模擬電壓隔離模塊；10—PWM信號到直流0-5V轉(zhuǎn)化模塊；12—D/A接口 ；13—DI接口 ；14一PCLD885DO 繼電器輸出模塊；15—PCLD782DI24V 隔離模塊；16，18 — DI 接口 ；17—USB4751數(shù)據(jù)采集模塊；19一80V-240V(AC/DC)隔離模塊；20，22—Τ/C接口 ；21—光隔離脈沖檢出模塊；23—光隔離脈沖輸出模塊；24—數(shù)據(jù)采集控制箱；25—被測控制器。

【具體實(shí)施方式】
:
[0013]如圖所示:一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)，除了 IPC和被測控制器外，其余模塊都被集成在數(shù)據(jù)采集控制箱中，有利于防止外界信號干擾。數(shù)據(jù)采集控制箱外預(yù)留帶有不同標(biāo)識的接線端子，方便連接被測控制器的不同接口。
[0014]本系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPCl和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)組成；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括USB4716數(shù)據(jù)采集模塊3和USB4751數(shù)據(jù)采集模塊17。被測控制器25的工作電壓、電流通過220V-5V模擬電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊5、被測控制器的電磁閥的工作電流通過O — 5A直流電流到O — 5V電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊6、被測控制器25的PWM方式控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速通過PWM信號到直流O — 5V轉(zhuǎn)換模塊10和ADAM3041模擬電壓隔離模塊9分別連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的A/D接口將信號傳送給IPC ;被測控制器的輸入端口通過ADAM3014模擬電壓隔離模塊9、11連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的D/A接口，接收IPC模擬的熱水出水溫度、冷水進(jìn)水溫度、水箱溫度、供暖水溫度和壓力傳感器的輸出信號；
[0015]被測控制器25的的燃?xì)忾y狀態(tài)、點(diǎn)火控制狀態(tài)、三通閥狀態(tài)、水泵狀態(tài)、補(bǔ)水閥狀態(tài)和風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)信號通過80V-240V(AC/DC)隔離模塊19連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ;被測控制器提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓狀態(tài)信號通過PCLD782DI24V隔離模塊15連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ；
[0016]被測控制器25通過PCLD885DO繼電器輸出模塊14連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DO接口，接收IPC模擬的水位傳感器、過熱傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、控制器電源控制的輸出信?
[0017]被測控制器25的工作頻率信號通過光電隔離脈沖檢出模塊21連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的Τ/c接口傳送給IPC ；
[0018]IPC通過USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的Τ/C接口 22接收光隔離脈沖輸出模塊的輸出信號，用于模擬控制器的流量傳感器、PWM方式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號。
[0019]本系統(tǒng)的測試軟件是基于Windows7x86操作系統(tǒng)下的C#.NET框架實(shí)現(xiàn)的WPF風(fēng)格的應(yīng)用軟件，可對各種控制功能操作或者獲取的輸入值進(jìn)行記錄(時間、動作、數(shù)值等內(nèi)容等)，可進(jìn)行歷史記錄回放或者比對，可打開歷史記錄和保存歷史記錄，自動生成檢測報(bào)告、運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)列表和曲線、試驗(yàn)結(jié)果比較列表、設(shè)定數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)條件word文檔。
[0020]本系統(tǒng)在測試開始前，先設(shè)定和分配控制器接口，使之與DI/AI/FI/D0/F0/A0接口進(jìn)行對應(yīng)。測試過程中，IPC采集和顯示控制器的燃?xì)忾yI狀態(tài)、燃?xì)忾y2狀態(tài)、點(diǎn)火狀態(tài)、水泵狀態(tài)、補(bǔ)水閥狀態(tài)、比例閥開度、風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定值/反饋值、控制器電壓、環(huán)境溫度以及其他一些控制器輸出量。同時，IPC輸出給控制器溫度、流量、水位、過熱、火焰、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、控制器開關(guān)的控制與設(shè)定等模擬信號。測試結(jié)束后，系統(tǒng)自動生成歷史記錄和測試結(jié)果報(bào)告。具體操作為:在IPC的測試軟件界面(以下簡稱界面)上輸入電源開關(guān)信號，通過多路USB輸出到I路DO控制電源開關(guān)。通過4路DI接口檢測三通閥、兩個燃?xì)忾y以及點(diǎn)火信號，IPC讀入信號并將結(jié)果顯示到界面。在界面上控制產(chǎn)生信號，通過多路USB輸出到4路DO接口控制過熱(I路)、低水位(2路)、火焰感知(I路)。在界面上進(jìn)行熱水出水溫度、供暖水溫度冷水進(jìn)水溫度以及水箱溫度的設(shè)定，在用戶確認(rèn)后，將信號輸入到4路D/A模塊，進(jìn)行溫度的模擬。在界面上對風(fēng)機(jī)開關(guān)轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)定，并將信號反饋控制器進(jìn)行轉(zhuǎn)速反饋。通過讀取風(fēng)機(jī)DI電源信號以及PWM信號來對風(fēng)機(jī)的開關(guān)以及控制對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定進(jìn)行監(jiān)測并顯示到界面。通過讀取燃?xì)獗壤y電流信號來對燃?xì)獗壤y開度進(jìn)行監(jiān)測并顯示到界面。
【權(quán)利要求】
1.一種家用燃?xì)馊紵骶唠娮涌刂破鞣抡鏈y試系統(tǒng)，其特征在于:由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)組成；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括USB4716數(shù)據(jù)采集模塊和USB4751數(shù)據(jù)采集模塊；被測控制器的工作電壓、電流通過220V-5V模擬電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊、被測控制器的電磁閥的工作電流通過O — 5A直流電流到O — 5V電壓轉(zhuǎn)換隔離模塊、被測控制器的PWM方式控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速通過PWM信號到直流O — 5V轉(zhuǎn)換模塊和ADAM3041模擬電壓隔離模塊，分別連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的A/D接口將信號傳送給IPC ;被測控制器的輸入端口通過ADAM3014模擬電壓隔離模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的D/A接口，接收IPC模擬的熱水出水溫度、冷水進(jìn)水溫度、水箱溫度、供暖水溫度和壓力傳感器的輸出信號； 被測控制器的的燃?xì)忾y狀態(tài)、點(diǎn)火控制狀態(tài)、三通閥狀態(tài)、水泵狀態(tài)、補(bǔ)水閥狀態(tài)和風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)信號通過80V-240V隔離模塊AC/DC連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ;被測控制器提供的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓狀態(tài)信號通過PCLD782DI 24V隔離模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DI接口傳送給IPC ； 被測控制器通過PCLD88OT0繼電器輸出模塊連接到USB4716數(shù)據(jù)采集模塊的DO接口，接收IPC模擬的水位傳感器、過熱傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、控制器電源控制的輸出信號? 被測控制器的工作頻率信號通過光電隔離脈沖檢出模塊連接到USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的T/C接口傳送給IPC; IPC通過USB4751數(shù)據(jù)采集模塊的T/C接口接收光隔離脈沖輸出模塊的輸出信號，用于模擬控制器的流量傳感器、PWM方式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號。
【文檔編號】G05B23/02GK204229219SQ201420390615
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】劉文博, 楊麗杰, 郝冉冉, 章亦葵, 于雪連, 陳程 申請人:中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司, 天津大學(xué)