基于PCI卡的数据采集/输出模块在液压测试系统中的应用

　　0 引言

　　近年来，由于液压技术广泛应用于各个工业领域中，在液压测试领域出现了一门新技术：计算机辅助液压测试技术，简称液压CAT。液压CAT使液压测试脱离了单一性能参数测试状态而向着多功能测试规模发展，同时利用计算机建立起一套数据采集和输出控制系统，通过使用压力、温度、位移、流量、力、转速等多种传感器分别对液压系统的压力、温度、位移、流量、力、转速等参数进行测试，然后对测试数据进行量化和处理。

　　由于近年来PLC的迅速发展，大部分的液压测试系统采用工控机+PLC的控制方式，这在很大程度上浪费了工控机的性能，而且PLC价格较高。因此开发高实用性、高性价比的液压测试系统，具有十分重要的意义。本文重点介绍了基于PCI卡的数据采集与输出控制模块在液压测试系统中的应用。

　　1 液压测试系统试验台的组成及工作原理

　　液压测试系统的试验台主要由液压控制部分、电气控制部分和试验操作台三部分组成。

　　液压控制部分提供试验台的液压动力源，它包括泵站+阀站+储能器三部分组成。电气控制部分由计算机柜、配电柜、电气转接箱组成，主要实现压力、温度、位移、拉压力、泵转速的采样和变频器控制、各种阀的开关控制等，并实时显示采集模块采集到的各个数据参数情况，以及整个液压系统的运行状况。试验操作台主要是提供产品安装、试验用的平台。

　　在电气控制部分，采用工控机加各种PCI控制卡的控制方式，这种方式具有结构简单，易于编程、控制和布线等优点，并且大大降低了开发成本。PCI卡分为A/D转换卡、D/A转换卡和I/O卡。工控机可根据试验台要求的产品和加载系统的压力和流量，实时地对系统参数进行监测和控制，以达到系统要求。电气控制系统原理图如图1所示。

　　2 数据采集与输出控制模块的硬件设计

　　2.1 工控机及其PCI总线技术

　　工控机是一种加固的增强型个人计算机，简称IPC，与普通的计算机相比较具有可靠性高、环境适应性强、系统扩展性好、系统通信功能强跟自我复位等特点。在本项目中，采用研华公司生产的工控机，作为整个试验台的测量和控制的核心，它的主要功能是：对整个试验台的控制；监测系统的运行和对系统进行故障诊断。

　　工控机与PCI板卡之间的通信是通过PCI总线来实现的，各种PCI板卡均可直接插入PCI插槽使用。它的主要用途是在高度集成的外设控制器器件、扩展板和处理器系统之间提供一种内部连线[6]。

　　2.2 PCI控制卡的选型

　　试验台将进行两项试验项目：性能测试和耐久测试。在这两项试验中，需要通过PCI卡对整个试验台中的温度、压力、位移、各种过滤堵、电磁阀开关的信号进行采集，经过工控机的处理与分析，再通过PCI卡输出控制信号完成对整个试验台电气部分的监测与控制。