[发明专利]一种基于嵌入式的高速水力测功控制器

权利要求书

1.一种基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于，包括：

控制箱，用于安装各种元器件；

上位机，用于进行非实时工作，包括温度、转速、扭矩参数测试和计算、虚拟仪表显示、时域曲线显示、数据库管理、与主控单元的人机交互，实现数据的可视化输入、显示、保存、分析；

主控单元，与所述上位机和水力测功器信号连接，用于负责完成输入信号的接入、采集、处理，输出各种模拟量信号和开关量信号，负责完成水力测功器控制功能，包括负责数据分析处理、数据包上传、模拟量采集、频率量采集、指令接收处理、运算输出的实时性工作；

供电电源，用于为上位机和主控单元提供电力。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于，所述上位机包括：

通讯模块，用于与主控单元通讯，接受主控单元上传的数据，下传相关配置参数给主控单元；

数据采集显示模块，用于数据采集显示和监控功能，并绘制各个测量参数－时间的试验曲线，通过复选功能可自由显示所需的参数—时间曲线，实时监控曲线；

数据实时存储模块，用于实时存储数据；

参数调整模块，用于控制参数显示、调整功能，将控制参数保存到本地上位机数据库表内，从本地数据库或主控单元读取控制参数，对控制参数进行设置、修改、保存，将控制参数下载给主控单元；

通道校准模块，用于实现对各个通道的单独校准，包括模拟量输入通道校准、控制阀门校准、变换转速扭矩通道校准、及校准检查；

PID参数整定模块，用于方便用户对扭矩控制模式以及转速控制模式下PID参数进行快速调整；

实时报警模块，用于实时报警，记录试验中与报警有关的所有报警事件，为试验后分析试验数据提供依据；

用户管理模块，用于用户管理，包括有管理员、操作员、高级管理员三种权限级别用户。

3.根据权利要求2所述的基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于：所述数据实时存储模块的数据保存最大速率为20Hz，保存频率可改变，单次保存时间不小于1小时。

4.根据权利要求2所述的基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于：所述报警事件包括报警发生、报警应答、报警恢复。

5.根据权利要求2所述的基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于：所述实时报警模块的报警方式采用操作台声光报警和计算机显示屏参数双重报警。

6.根据权利要求2所述的基于嵌入式的高速水力测功控制器，其特征在于，所述主控单元包括：

微处理器模块，主要由嵌入式高性能微处理器及外围电路组成，用于运行控制算法，按时序完成数据采集和运算输出、通信任务；

信号调理模块，用于将来自各传感器的原始信号进行转换、滤波，将其变换为稳定的、微处理器模块能够接受的标准信号；

A/D转换模块，用于负责扭矩信号、扭矩激励源信号、远程给定信号、进/出阀门位置信号的采集、处理、转换，将采集的模拟电压信号转换为数字信号；

D/A转换模块，用于将微处理器模块运算输出的数字量信号变换成相对应的模拟量信号，包括进/出水阀门控制信号、转速变换信号、扭矩变换信号；

开关量输入/输出模块，负责开关量信号的调理及驱动；

通信模块，所述通信模块为RS232通信模块或RS485通信模块，用于数据通信，其微处理器自带USART通信控制器，只需要外围电路扩展相应的电平转换模块即可实现通信；

数据存储模块，用于存储控制参数；

电源及隔离模块，包括二次电源和隔离模块，所述二次电源将从主控单元外部输入24VDC电源经过滤波转换成主控单元需要的电压，包括3.3VDC、5VDC、15VDC。