Закрыть
Регистрация
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация

Новые подходы к измерениям крутящего момента на испытательных стендах с помощью системы PMX

Новости

Новые подходы к измерениям крутящего момента на испытательных стендах с помощью системы PMX 22.12.2015
Одноклассники Facebook LJ Twitter В Контакте

Измерение величин крутящего момента, частоты вращения, угла поворота и данные вычислений, сделанных на основе этих значений очень важны для специалистов в области  проектирования испытательных  стендов, использующихся в промышленной среде. 

Повышенное внимание  к точности измерения указанных параметров часто дополняется другими  критериями выбора соответствующего датчика - а именно, наличие  опции автоматизации и  степень  эффективности эксплуатации выбранного изделия.

Обязательные факторы успеха любой производящей  компании сегодня - это молниеносный отклик с помощью выпуска новой продукции на текущие  требования рынка. При этом , новая продукция должна быть проверена в работе .  Поэтому, в первую очередь,  требованиям такой проверки должны отвечать специальные испытательные стенды. 

Быстро создать, испытать и запустить в работу такой испытательный стенд  можно  при помощи использования так называемых "интеллектуальных" датчиков и систем измерительных усилителей,  которые обмениваются информацией и данными конфигурации друг с другом, к примеру, используя обнаружение события при помощи технологии TEDS (цифровой паспорт датчика). 

Обязательными условиями для этого являются высокое качество и точность замеренных значений. Фланцы для измерения крутящего момента от компании HBM серий T10, T12 и T40 соответствуют каждому из этим условий  – обладают хорошей точностью измерения в комбинации с высокой динамикой и частотой вращения. 




Кроме того, измерительный усилитель и система управления должны иметь возможность дополнительной обработки данных измерений в реальном времени для возможности регулировки параметров испытательного стенда. 

Также обязательной является возможность представления полученных  данных измерений в высоком разрешении для их анализа и сохранения. 

Для получения реального прироста эффективности работы испытательного стенда,  все указанные функции должны сочетаться в одном устройстве. Промышленная  система усиления измеренных данных серии PMX®  (усилитель измеренных значений PMX)  была разработана специалистами компании HBM на основании всех вышеуказанных требований. 



Усилитель измеренных значений  PMX  может использоваться в конструкции испытательных стендов  для получения подтверждающей информации, а также в производственных системах измерения в реальном времени и системах автоматизации высокого уровня. Такую широту возможностей применения  этого модуля  обеспечивает  гибкость конструкции  усилителя PMX, допускающая  оснащение всей системы различными измерительными каналами и каналами вывода информации. 

В зависимости от уровня автоматизации для работы в реальном времени могут использоваться аналоговые интерфейсы или сетевые интерфейсы на базе протокола Ethernet.  Аппаратная гибкость конструкции  в сочетании с возможностью записи данных с высокой  частотой обновления и с большим  разрешением,  обеспечивают  пользователю возможность дополнительного повышения эффективности работы стенда, которая может быть реально увеличена почти в 30 раз!

Современные датчики крутящего момента от компании HBM серии T10, T12 и T40 способны работать с оцифрованными данными, которые постоянно  обновляются с высокой частотой. при этом, они  полностью гарантируют соответствие   высоким требованиям к оборудованию для функциональных испытаний. 

Доступные сигналы вывода от этих датчиков  включают не только значения крутящего момента, но также  точное значение частоты вращения и угла поворота.  Эти значения  важны для проведения точных расчетов величины других параметров, производных от первоначальных, таких как:  мощность и эффективность преобразования энергии, в расположенной далее по цепи системе автоматизации.

 Сигналы замеров конвертируются в электрические сигналы, которые могут передаваться без паразитных шумов. Это необходимо для проведения испытаний в жестких условиях окружающей среды, поскольку даже мощные двигатели или частотные инвертеры со своими электромагнитными полями не должны отрицательно влиять на качество измерений.

 Повышение производительности измерения крутящего момента 
c помощью промышленной измерительной системы 
на основе усилителя PMX 


Сигналы замеров от датчиков крутящего момента собираются при помощи съемной платы для частотных измерений PX460 системы PMX. Она работает с точностью в 0,01 % и может обслуживать до четырех датчиков крутящего момента серии T10, T12 и T40. 

Также возможна работа в смешанном режиме. Для дальнейшей оптимизации данных измерений система PMX  включает целую серию внутренних вычислительных каналов, специально разработанных для использования с датчиками крутящего момента. Они работают аналогично измерительным каналам в реальном времени с частотой вычислений в 50 микросекунд.

 Это включает, к примеру, построение линейного графика по 21-ой  точке для кривой характеристики для датчика крутящего момента. Результатом является повышение качества исходного сигнала датчика в PMX® – сверх точности, указанной в техническом описании. 

Улучшенный измерительный сигнал может быть дополнительно обработан, что повышает качество всего измерения на испытательном стенде. Для повышения точности работы датчиков крутящего момента может применяться оборудование по калибровке, используемое для отслеживания работы датчика с различными вариантами нагрузки.

 Такие варианты нагрузки включают, с одной стороны, динамическое правое и левое вращение, а с другой стороны, необходимость обеспечения точности измерения в частичных диапазонах в дополнение к 100 % диапазона измерения.

 Это необходимо, к примеру, для измерения остаточного момента торможения. С этой целью различные варианты применения проверяются при калибровке датчика и для них определяются кривые характеристик в соответствии с DIN51309 или VDI /VDE 2646, которые сохраняются в протоколах калибровки. 

Эти характеристики могут храниться непосредственно в памяти  усилителя  PMX, а затем использоваться при испытаниях в зависимости от применения.  Система измерений PMX  распознает вариант применения по текущим параметрам и автоматически выводит предустановленные характеристики датчика. Другой важной функцией является параллельная независимая обработка исходных значений измерений, к примеру, фильтрация. 

Это дает возможность использовать сигналы для регулирования и автоматизации испытательного стенда. Такая комбинация аналоговых выводов и/или сетевого протокола Ethernet для работы PMX® в реальном времени дает возможность эффективной автоматизации работы испытательного стенда. 

Сигналы при испытаниях. 

Усилитель измеренных величин  PMX обеспечивает  пользователям удобную опцию симулирования сигналов и состояний системы,  проверки функциональности,  уже в ходе пусконаладочных работ, без необходимости полного ввода испытательного стенда в эксплуатацию.

 Это может быть выполнено со стороны датчика путем активации «ложного сигнала». При этом датчик крутящего момента передает сигнал мощностью в 50% от номинальной, что дает возможность проверки функционирования при «работе без нагрузки». 

Система PMX также оснащена  внутренними генераторами сигналов, которые могут использоваться для симулирования статических и динамических последовательностей испытания. 

 Система усиления  измеренных а данных и автоматизации тестирования  PMX  – это технология измерений на основе сетевого протокола.   Виды измеряемых сигналов очень разнообразны:  начиная от простых сигналов, собираемых с низкой частотой (к примеру медленно меняющиеся значения температуры), до комплексных данных, которые должны измеряться одновременно и с высокой частотой, к примеру, одновременное измерение сигналов крутящего момента с сигналами угла поворота и частоты вращения. 

При этом определяющими факторами являются не только надежные и точные датчики, но также проверенная и точная система сбора данных. Оба этих компонента должны иметь одинаковый класс точности, который должен составлять как минимум 0,1%, а лучше всего 0,01%. 

Частота дискретизации сигналов так же важна, как и точность измерения. Она должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечивать возможность надежного распознавания и отображения даже быстрых или небольших частичных изменений параметров сигнала. 

Для регистрации пиковых значений, повышения скорости выполнения расчетов и качества регулирования, сбор данных измерительных и вычисляемых каналов должен производиться параллельно и с частотой не менее 20 кГц, что эквивалентно измерительной и вычислительной сетке в 50 микросекунд. 

Для измерения крутящего момента усилитель  измерений PMX можно комплектовать съемной платой для частотных измерений PX460, которая работает с частотой 38,4 кГц, что дает преимущество достаточной пропускной способности для работы с сигналами датчиков крутящего момента. 

В дополнение к данным технологического процесса пользователь также получает доступ к исчерпывающей диагностической информации уже в стандартной конфигурации. 

Благодаря гибкой конструкции используемого аппаратного обеспечения для работы в реальном времени, система PMX поддерживает время цикла шины на уровне в 10 кГц при использовании интерфейса реального времени Ethernet, а также минимизирует задержку при отправке сообщений. 

В зависимости от варианта автоматизации на выбор доступны следующие интерфейсы Ethernet для работы в реальном времени: EtherCAT, PROFINET (протокол IRT), Ethernet/IP. В дополнение к генерации сигналов измерения и управления эти протоколы также могут работать в системе PMX параллельно. 

При этом система PMX работает в составе испытательного стенда как «ведомое» устройство вместе с ведущим управляющим устройством. Таким образом, система может обеспечивать динамику, необходимую для симуляции высокодинамичных нагрузочных циклов. 

 Концепции автоматизации: системы на основе ПК и встраиваемые решения 

 Регулирование с жесткими ограничениями по реальному времени не может быть реализовано в измерительных системах на основе ПК. Поскольку ресурсы распределяются равномерно для всех компонентов, в некоторых случаях задачи управления вынуждены «ожидать» своей очереди исполнения.

 Время цикла по этой причине составляет 50 микросекунд или больше, что абсолютно недостаточно для быстрого и надежного регулирования испытательного стенда. Если для регулирования требуется высокая скорость отклика в реальном времени (детерминированный алгоритм), используются встраиваемые системы.

 Объем обрабатываемых данных сравнительно мал, но зато  очень чувствителен ко времени. В таком случае встраиваемые системы демонстрируют все свои преимущества, поскольку их ресурсы используются исключительно для задач регулирования средствами внутреннего ЦП. 

То же относится к программным ПЛК-решениям, интегрированным в системы измерения. Для этих целей система PMX может быть оснащена программным обеспечением CODESYS, что позволяет управлять всей последовательностью испытания. 

Системы визуализации результатов становятся все более и более востребованными с учетом появления новых технологий на основе веб-интерфейса. Они обладают неоспоримым преимуществом, поскольку требуют только наличия актуальной версии веб-браузера и доступны для просмотра на любых современных устройствах (ПК, планшеты и даже смартфоны). 

Мобильность таких устройств, а, следовательно, и их доступность, все больше ценится не только пользователями, но также и обслуживающим персоналом. Другим серьезным преимуществом является отсутствие необходимости устанавливать дополнительное программное обеспечение на устройстве пользователя. Браузер имеется всегда.

Количество показов: 586
Предоставлено:  КонтроллВахенд а Техника (КВТ) ОЮ

Возврат к списку