【文章內(nèi)容簡介】 。 汽車檢測系統(tǒng)可以對汽車進(jìn)行不解體檢測，實現(xiàn)檢測過程的全自動化，在整個檢測過程中不需要人的干預(yù)。其子系統(tǒng)獨立性和自治性強(qiáng)，它的建設(shè)過程可以實現(xiàn)積木化，有利于檢測線的分批投資建設(shè)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的信號采集和處理技術(shù)，采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 ，能夠真實反映汽車的性能指標(biāo)。合理的工藝布局和檢測流程，使得汽車檢測具有較高的效率?，F(xiàn)代先進(jìn)的控制理論，使得檢測線的控制過程幾近完美。 本論文的研究，為我國現(xiàn)有的汽車綜合性能檢測提供了一種全新的控制模式，對實現(xiàn)汽車安全性、經(jīng)濟(jì)性、動力性、可靠性等性能的全自動微機(jī)測試具有重要的理論意義和實際意義。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 第 2章 檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本檢測系統(tǒng)是在可靠性、實用性、先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB 72582021《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的要求，采用先進(jìn)的集散控制技術(shù)設(shè)計的高可靠全自動檢測系統(tǒng)。 一條功能齊全的 汽車安全性能檢測線要求做到服務(wù)功能全面，具備目前所有檢測線能提供的服務(wù)項目，并具有自己獨有的特色。 在整個檢車過程中各檢測工位自動控制檢測線設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，各工位的檢測狀態(tài)信息可在主控室直接觀察，并實時采集全部數(shù)據(jù)，在工位監(jiān)控室實時顯示，并在檢測結(jié)束工位提供檢車結(jié)果的報表打印。 檢測方式：可進(jìn)行全部項目檢測，也可以任意選擇項目檢測。 檢測指揮：由 LED 點陣顯示牌，實時發(fā)布操作提示。 工作方式：檢測系統(tǒng)提供了“安全、性能”兩種工作方式。 方案 選擇 縱觀我國目前投用的汽車檢測系統(tǒng)，無論是進(jìn)口的，還是國 產(chǎn)的，從體系結(jié) 構(gòu)上看主要有集中式控制、接力式控制、分級分布式控制 等。 對于全自動機(jī)動車檢測線來說，從數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)的控制方式上看 有以下 幾種 [0]， 下面分別對這幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 : 集中控制系統(tǒng)是用一臺主控機(jī)完成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理判斷、控制、打印等主要任務(wù)。因而，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝、調(diào)試、維修方便。但由于整個系統(tǒng)的高度集成，主控機(jī)任務(wù)繁多，易受千擾，且由于模擬量的長線傳輸降低了測量精度。對于不配備單機(jī)顯示儀表的系統(tǒng)來說，由于沒有冗余措施，一旦主控機(jī)發(fā)生故障，整個檢測系統(tǒng)就要停止工作。該方式在 控制和管理軟件上的投入相對來說較大，軟件的穩(wěn)定性要求高，主控計算機(jī)的性能要求也比較高。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 21 集中式控制系統(tǒng)框圖 接力式控制方式實際上也是一種分布式控制方式的一種特例，這種控制系統(tǒng)中每個工位分別設(shè)一個控制機(jī)，對本工位檢測設(shè)備的信號進(jìn)行采集、處理和顯示，并將處理完的數(shù)據(jù)值傳送到下一工位控制機(jī)，全部檢測數(shù)據(jù)可由最后一級的主控機(jī)顯示、統(tǒng)計和打印檢測記錄表。這種方式的特點是簡單易行，抗干擾能力比較好，造價也比較低，但功能受到限制，難以實現(xiàn)較高 程度的自動控制，對復(fù)雜檢測對象適應(yīng)性較差，且通信時間較長，出現(xiàn)誤碼率的幾率高，在整個檢測系統(tǒng)中如果一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致整個檢測系統(tǒng)癱瘓。 圖 22 接力式控制系統(tǒng)框圖 這種控制方式由于采用了分布控制、單機(jī)顯示、多級管理、數(shù)字通訊的措施，有效地防止了由于主控機(jī)發(fā)生故障而引起的檢測線停止運(yùn)行的事故。在主控機(jī)發(fā)生故障時可由單機(jī)顯示打印。每臺單機(jī)儀表靠近檢測設(shè)備，盡可能避免干擾信號的串入。由于各個控制機(jī)任務(wù)單一，對于設(shè)備校正、調(diào)試、維護(hù)很方便，并且很容易 建立備用機(jī)來提高系統(tǒng)的有效度。這種結(jié)構(gòu)的缺點是由現(xiàn)場控制級中單機(jī)的性能決定的，由于單機(jī)在數(shù)據(jù)處理和存儲容量上遠(yuǎn)不及 PC 機(jī)，這使得軟件的編程較為復(fù)雜，從而增加了開發(fā)周期，而且這種結(jié)構(gòu)不易擴(kuò)展，維護(hù)困難。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 23 分級分布式控制框圖 在綜合上述各種控制方案優(yōu)點的基礎(chǔ)上，為了有效地避免汽車安全檢測自動控 制 系統(tǒng)各種控制結(jié)構(gòu)自身的不足， 綜合上述比較后本系統(tǒng)選擇用基于分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的汽車安全性能自動 控 制 系統(tǒng)新模式 。 整個測控系統(tǒng)分為三級 :直接過程控制級、集中監(jiān)控級和遠(yuǎn)程 以太網(wǎng)控制級。直接過程控制級以高性能工控機(jī)為工作從站，分布在各個檢測工位或不同的檢測車間中，完成各現(xiàn)場信號的檢測、處理、控制與數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)換、管理等任務(wù) ； 集中監(jiān)控級以高性能服 務(wù)器作為主站，完成檢測節(jié)拍及流程控制、數(shù)據(jù)交換與管理、報表的打 印與統(tǒng)計等任務(wù)。兩級之間的通信則通過基于 TCP/TP局域網(wǎng)實現(xiàn)。這種方式完全實現(xiàn)資源共享、分散處理和過程控制與管理的一體化 ； 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，便于實現(xiàn)各子功能的模塊化，從而使該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。在這種方式中，各功能模塊及系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編程變得相對簡單，有效地縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期， 同時，也便于軟硬件維護(hù)，特別是由于現(xiàn)場直接過程控制級與集中監(jiān)控級之間采用了基于 TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，從而使各工位檢測流程及 節(jié)拍控制變得非常容易，可以很好地解決汽車 性能檢測項目多、檢測時間不統(tǒng)一及檢測車間分散的問題，甚至于可以有效地解決在汽車安全性能全自動檢測中無法解決的各工位間無序檢測的問題。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 24 分級分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測控框圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本的工作原理 系統(tǒng)由檢測報檢機(jī)、主控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、工位機(jī)、 LED過程指示器、信號采集單元、檢測控制單元及信號處理系統(tǒng)等組成。過程控制系統(tǒng) 以 Windows2021組成局域網(wǎng)， 2021服務(wù)器符合 C2級安全標(biāo)準(zhǔn)。各工位機(jī)運(yùn)行于 Windows 98操作平臺，可并入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，也可單機(jī)運(yùn)行。 汽車安全 性能自動測控流程如下 :汽車進(jìn)入檢測站后先由報檢機(jī)錄入車輛基本信息 (如 :車牌號、發(fā)動機(jī)號等數(shù)據(jù) )和設(shè)置檢測方式 (如 :典型檢測 、 抽項檢測 )，并自動生成車輛檢測過程中的檢測 ID號，車輛分配的檢測 ID數(shù)據(jù)傳送至檢測站 主控機(jī)，由其智能調(diào)配到相應(yīng)的工位進(jìn)行車輛性能檢測 ：一 工位機(jī)完成外觀檢測、廢氣檢測、車速檢測 ； 二 工位機(jī)完成燈光檢測、喇叭聲級檢測和側(cè)滑量檢測 ；三 工位機(jī)完 成軸重檢測和制動性能檢測。各工位機(jī)通過 RS485通訊網(wǎng)絡(luò)對車輛各性能檢測儀表平臺進(jìn)行自動控制或單項性能檢測控制，采集、分析、預(yù)警、顯示、打印及進(jìn)行文檔管理、并將檢測數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)送至服務(wù)器。服務(wù)器除了保障各計算機(jī) (各工控機(jī) PC、報檢 PC和服務(wù)器 )之間的安全通信之外，還完成對報檢機(jī)、各下位機(jī)傳送來的車輛檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、分析、判斷、列表及數(shù)據(jù)庫文檔管理和監(jiān)視、調(diào)配和控制各工位的正常運(yùn)行。同時系統(tǒng)通過交換機(jī)和 Inter聯(lián)網(wǎng)，可由地區(qū)車管所進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，實現(xiàn)遠(yuǎn)程工作站維護(hù)功能。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 檢測系統(tǒng)的組成和 工位 檢測工位設(shè)置 由于對于 一個完整的汽車 性能檢測系統(tǒng)來說，汽車的檢測項目可細(xì)化為許多內(nèi)容，在此課題研究時間有限，故只能取其中的一些汽車重要性能檢測為例進(jìn)行課題研究。工位設(shè)置可根據(jù)檢測站現(xiàn)場條件的不同而靈活布置，并可進(jìn)行調(diào)整和增減。 本系統(tǒng)中工位布置 考慮了以下三條原則 : ，即檢測時間大體相當(dāng)，避免工位之間在時間上的干涉 。 ，合格保證對絕大部分車型來說不發(fā)生空間上 的干涉 ， 并 且 要使占地面積盡可能小 。 ，使排污較大的檢測項目靠 近車間的大門 ， 并在主風(fēng)向的下風(fēng)位。 按照以上原則我們設(shè)置工位如下 : (1)外觀檢測 (2)廢氣分析 :檢測汽油機(jī)廢氣中 HC、 CO、 CO O NO氣體濃度 。 (3)車速表檢測 ： 40Km/h時車速表檢驗 。 (1)前照燈檢測 ： 分別檢測左右燈的光強(qiáng)，遠(yuǎn)近光軸上下、左右偏移量 。 (2)喇叭聲級檢測 ： 檢測汽車?yán)嚷暭?。 (3)側(cè)滑量檢測 ： 檢測汽車行駛時前輪側(cè)滑量 。 (1)軸重檢測 ： 檢測汽車輪重、軸重及計算整車重量 (2)制動性能檢測 ： 檢測左右輪阻滯力、制動力 ； 檢測左右制動力平 衡 ； 檢測制動協(xié)調(diào)時間 ； 檢測駐車制動力 。 三個工位均采用燈箱指示誘導(dǎo)操作檢測，各工位進(jìn)出信號均由光電開關(guān)組確定。工位安排位置時，車輛排放朝向車間門口，充分利用自然排風(fēng)，減少空氣污染 ； 前照燈檢測布置于車間中央，可避免陽光照射引起的檢測誤差。 設(shè)備及主要技術(shù)指標(biāo) 采用流水線作業(yè)方式，對同時在線的車輛數(shù)不 加限制。只要工位空閑，均可安排車輛進(jìn)入檢測線檢測，檢測速度不低于 20輛次 /小時。 (1)廢氣分析儀 ： 精度 ： 士 3%； CO： 0～ 10%； HC： 0～ 50000ppm。 (2)煙度 計： 精度 ： 13%； Rb： 0～ 10(濾紙式 )。 (3)前照燈檢測儀 ： 發(fā)光強(qiáng)度士 15%； 光軸投向士 44mm；光度 080000cd(自 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 動跟蹤式 )。 (4)側(cè)滑試驗臺 ： 精度 :； 10～ +10mm/m(允許軸荷 10000kg)。 (5)車速表試驗臺： 精度 :士 5%； 0～ 120km/h(允許軸荷 10000kg，標(biāo)準(zhǔn)型 )。 (6)制動試驗臺 ： 精度 :士 5%； 080000N（允許軸荷 10000kg，反力式 ） 。 (7)聲級計 ： 精度 :士 2db；測量范圍 40125db。 (8)軸重儀：稱重范圍： 10～ 10000kg。 [1] 系統(tǒng)控制流程 系統(tǒng)對檢測設(shè)備的操作控制可采用兩種方式 ： 一種形式為人工單機(jī)控制 ；另一種為中央控制室服務(wù)器 PC控制，即從參數(shù)輸入、 操作指示、結(jié)果判定等作為自動控制進(jìn)行，最后由中央控制室將結(jié)果打印出來，提供車主并存檔。 直通順序檢測時控制流程如圖 25所示 :首先車輛在登錄室完成報檢工作，即錄入車輛的基木信息，隨后報檢機(jī)提示各工位機(jī)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。車輛按指示進(jìn)入工位檢測平臺，車輛在行駛過程中將觸發(fā)各個工位放置的光電開關(guān)或接近開關(guān)，各工位機(jī)根據(jù)光電開關(guān)或接近開關(guān)的觸發(fā)信號來 判斷車輛在檢測線中的位置，在此期間各工位 機(jī)將按照內(nèi)置程序順序向大 型顯示屏發(fā)送駕駛員提示信息，提示駕駛員執(zhí)行各種操作 :啟動各種檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu) (如 :電機(jī)，氣閥等 ):采集各項目數(shù)據(jù)，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理、保存、顯示 ， 同時給出評價。當(dāng)該工位各項目檢測結(jié)束時，顯示屏將提示駕駛員“該工位檢測完畢，請進(jìn)入 下一工位”。 各工位機(jī)將檢測數(shù)據(jù)保存在每輛車對應(yīng)的共享數(shù)據(jù)文件中，以便服務(wù)器來讀取。 圖 25 系統(tǒng)檢測流程圖 本課題中汽車綜合性能檢測系統(tǒng)采用常用的直通順序檢測方式，即在檢測站受檢車輛數(shù)量較少時，方便車輛 按序檢查，進(jìn)行流水作業(yè)式的工作方式 ； 當(dāng)受檢測車輛較多時，可以將部分工位檢測項目分別布置到多個檢測車間，各檢測車間之間可實行無序檢測，汽車可按檢測站服務(wù)器智能安排的檢測順序進(jìn)入相應(yīng)的車間的不同工位進(jìn)行檢測，從而將大大縮短每輛車的平均檢測時間。各個工位機(jī)在服務(wù)器的監(jiān)控下，可以同時進(jìn)行多輛車的檢測工作，也就是說每個工位可以同時有一輛車在進(jìn)行該工位項目的檢測，檢測數(shù)據(jù)隨車輛信息存放于本地硬盤中。如某輛車全部或部分項目檢測完畢需打印報表時，服務(wù)器就到各工位機(jī)上讀取該車的全部檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，匯總成一張或多張檢測報表后送到 打印機(jī)上打印。此方法較好地解決了汽車檢測中項目多、檢測時間不統(tǒng)一的問題。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 系統(tǒng)功能 本 測控系統(tǒng)的功能包括系統(tǒng)的總體功能和系統(tǒng)底層的基本檢測與控制功能兩個方面 : (1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 Windows NT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式測控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車的安全性 、動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、發(fā)動機(jī)技術(shù)狀況及尾氣排放等綜合性能的全自動聯(lián) 網(wǎng)測試 [2]。 (2)系統(tǒng)檢測項目設(shè)計符合國家有關(guān) A 級、 B 級、 C 級綜合性能檢測站的有關(guān)規(guī)定，各項目的測試精度達(dá)到或超過 JJG188,688,559,745,847,865,906909國家計量檢定規(guī)程及 JJG(交通 )0213 交通部部門計量檢定規(guī)程的要求 [3]。 (3)系統(tǒng)工藝布局設(shè)計合理，檢測節(jié)拍控制科學(xué)，能夠有效地提高檢測效率，滿足汽車綜合性能檢測站的實際需要。 (4)系統(tǒng)功能完備 ，除能進(jìn)行基本的對汽車綜合性能全自動檢測外，還能對檢測站的各項業(yè)務(wù)管理，從登記收費直至最后結(jié)果打印輸出，無論是室內(nèi)檢測部分，還是室外檢測部分，乃至數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、處理、存檔及車輛信息管理等都能聯(lián)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使整個檢測站構(gòu)成一個集中的科學(xué)管理體系。 (5)系統(tǒng)計算機(jī)界面及報表采用全中文輸出方式，操作使 用簡單，利用Inter 技術(shù)實現(xiàn)對系統(tǒng)軟件的遠(yuǎn)程維護(hù)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 ： (1)自動安排引車員進(jìn)行各個項目檢測 ； (2)自動控制機(jī)械設(shè)備動作，電子燈陣顯示引導(dǎo) ； (3)自動采集處理檢測數(shù)據(jù) ； (4)自動對檢測結(jié)果進(jìn)行合格判斷 ； (5)自動或手動打印車輛檢測報告單 ； (6)檢測線控制系統(tǒng)故障時，各工位可以靠工位檢測機(jī)獨立丁作 ； (7)具有設(shè)備零點漂移自動修