[NI技术]使用LabVIEWReal-Time,PXI,和FieldPoint来测试高速铁路轴承..doc

[NI技术]使用 LabVIEW Real- Time, PXI, 和 FieldPoint 来测试高速铁路轴承 基于虚拟仪器的概 念，我们搭建了铁路 试验台架的测试监测 和控制系统，通过使 用LabVIEW、 实时PXI和 FieldPoint， 我们开发了一个有 效、可靠的高速铁路 轴承寿命测试系 统。 - Senthil R. Desappan, . The Challenge: 为铁路试验台架开发 一个机器控制和监测 系统，以测试高速铁 路轴承。 图1 The Solution: 使用NI LabVIEW Real-Time 模块，实时PXI硬 件以及NI FieldPoint 模块为铁路试验台架 开发一个控制系 统。 Author (s): Senthil R. Desappan - . Lakshmana Kumar - . Dampur Srinivasulu - . M Suresh Kumar - . 介绍 铁路试验台架模拟带 有轴承座的机车车 轴，在每侧可以安装 两个轴承。两个液压 加载装置分别在轴向 和径向对轴承施加载 荷。一个高速电机驱 动整个平台向前或者 向后转动。试验台架 将按照一个用户定义 的速度曲线运行，并 且同时施加轴向和径 向的载荷。这个试验 台架可以模拟高速机 车的实际运行工况， 在施加载荷的条件 下，对承受载荷的轴 承进行数百万个周期 的测试。测试中得到 的数据将用于分析和 了解轴承的性能。 在启动台架之前，我 们需要先检查一系列 的状态条件，例如液 压油油面、自动模 式、电机连接、急停 和开关状态。各状态 条件均通过测试后， 表明该台架已做好运 行准备。 Timken Engineering Research India是一个研 发中心，他们通过预 先定义的条件测试各 种类型的轴承。我们 需要建立一个铁路试 验台架来对高速铁路 轴承进行寿命测试。 我们翻新了一个装有 轴承的试验台架，并 在预先定义的测试条 件下进行了寿命测 试。我们开发的应用 程序能够控制铁路试 验台架、检测和控制 测试参数，并在轴承 发生失效时停止测 试。 该铁路试验台架有如 下特点： 具有2个安装于台架 的的轴承 具有1个主电机，用 于旋转驱动 具有预定义的速度曲 线，用于控制主电机 速度以旋转轴承 速度曲线在一个用户 自定义的时间内以一 个特定的速度旋转轴 承，然后在用户自定 义的时间内反方向旋 转，从而模拟机车向 前和向后的行驶 利用两个液压加载系 统对轴承施加轴向和 径向载荷 按照用户自定义的模 式施加载荷，类似于 速度曲线 监测每个轴承的几个 温度点，其中包括轴 承侧面和轴承座的温 度 监测和记录每个轴承 的振动 持续监控参数，例如 温度、载荷和振动， 以检查这些参数是否 超出了关机限制 在必要的情况下，动 态修改关机限制 在Excel， Word和HTML 中分析和总结记录的 参数 系统说明 我们选择了NI PXI实时平台及 FieldPoint， 是因为它们的可靠性 可以满足试验台架进 行实际工况运行的要 求。整个系统由 LabVIEW Real-Time 控制。 PXI实时系统由带 有PXI实时控制器 的NI PXI- 1002机箱，一个 用于振动输入的 NI PXI- 4472，一个用于 闭环速度和载荷控制 的NI PXI- 7344，以及用于 连接开关、指示灯和 外部设备的NI PXI-6527组 成。PXI实时系统 使用Optomux 协议，通过实时 RS232总线与 FieldPoint 进行交互。 FieldPoint 系统包含NI FP-1000 网 络模块，带有用于模 拟输入的FP-AI-110、用于 台架和轴承上热电偶 输入的FP-TC- 120以及用于速度 和转数输入的FP- CTR-500。 测试定义 在安装轴承之前，用 户必须定义速度和载 荷曲线。该测试系统 首先创建速度、轴向 和径向加载循环，并 将它们配置到曲线 中。这些曲线构成了 一个测试，该测试被 定义和保存在 Microsoft Access数据库 中，以便调用（如图 1所示）。 用户必须为每个测试 定义一个轴向载荷曲 线、一个径向载荷曲 线以及一个速度曲 线。当测试开始时， 该试验台架按照所定 义的速度曲线，并依 据所定义的轴向和径 向载荷曲线施加载荷 （如图2所示）。 创建测试后，用户通 过选择一个测试定义 一个项目，然后录入 其它详细信息，如用 客户名称、轴承安装 的松紧和使用的润滑 脂等等。当创建一个 项目时，用户还要录 入所有参数的关机限 制、数据