简论内燃机排放测量CVS系统控制软件设计

1、简论内燃机排放测量CVS系统控制软件设 计本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档， 请点击下载按钮下载本文档(有偿下载)，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事 如意！随着经济的快速发展，我国汽车保有量也呈现出 井喷式增长.2014年，全国汽车产销量分别为2372万 辆和2349万辆.汽车数量剧增带来的汽车尾气排放对 环境造成巨大影响，为了准确评估汽车发动机的排放 性能，采用何种排放检测技术和检测方法显得尤为重 要.目前，世界各国的排放法规中规定机动车排放测试 采用定容取样(CVS)系统取样，即将发动机的全部排 气排入稀释通道中，用经过空气滤清器过滤的环境空 气稀释，形

2、成恒定容积流量的稀释排气.测试时的情况 模拟汽车排气尾管出口处排气在环境空气中的扩散情 况，这时稀释排气取样袋采集的气样中含有的污染物 量与排气污染物总量的比例保持不变.因此，测试循环 结束后，测量气袋中各污染物的浓度，乘上CVS系统 中流过的稀释排气总量，即发动机在测量过程中各污 染物的总量.国外汽车排放检测设备领域中，具有成熟检测设 备生产能力的公司主要有日本HORIBA公司，奥地利 本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载AVL公司以及美国CAI公司等.国外比较先进的汽车 排放检测系统已经实现自动化，日本、欧洲、美国等 国家已经拥有先进的排放设备制造技术和现代

3、化的排 放实验室.广泛使用计算机技术使得几乎所有的排放 测试工作、设备控制和数据分析都可以通过计算机来 完成.1CVS系统测控方案的设计系统组成及测控方案在整套CVS采样设备中需要采集的变量包括: 稀释通道内的温度、压力;主文丘里管内的温度、压 力;采样文丘里管处的温度、压力;稀释通道内流量; 采样流量.控制量包括:各采样泵的开关;通道阀 体(包括气袋进出口以及颗粒采样通道处阀体)的开关; 采样泵和水泵流量控制.整个系统中对数据采集的 速度要求不高，并且在试验中需要传输的数据量比较 小，同时在系统中只存在一台计算机对系统中所有执 行器进行控制，因此集中式控制系统(CCS)可以满足 CVS系统的

4、控制要求.控制软件编程语言选择在编写CVS控制系统过程中使用了 Delphi作为 软件开发工具.Delphi是一种面向对象的可视化编程 语言，相比于C+具有更短的开发周期.同时，面向对象又使得Delphi更加适用于控制软件的开发，是工业 系统类控制软件开发中主要使用的软件之一.事实证 明，Delphi不仅具有强大的开发功能，同时能够设计 出更加完善、人性化的控制界面，以使设备操作更加 简便.串行端口通信技术相比于并行通讯，串行通讯的传输速度慢，其优 势在于使用过程中较为灵活、简单、可靠性好，并且 能够有效的减少数据线的使用，特别是在进行远距离 通信的过程中，可以极大的节约通信成本.利用串口通

5、信传递的是数字量，因此不产生附加误差.Delphi中实现串口通信最常见有3种方法:利用 API函数的方法;利用Spcomm或者 MSComm控件 的方法;直接将其他的串口通信程序调用过来的方 法.使用控件的方法比另外两种方法更灵活，且操作更 为简便，直接下载安装控件即可使用.因此，在程序编 写时采用Spcomm控件的方法.通讯协议AVL的排放测试设备都是基于AK通信协议设计 的.AK通信协议是由德国汽车工业协会制定的，作为 排放测试设备之间的通信规则.AK通信协议设计是基 于满足最低限度低速点对点通信的要求，常用的连接 本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载方法是

6、根据RS232接口的规格，通过串行接口调制解 调数据线路进行数据通信.AK通讯协议为用户对设备 进行二次开发提供了很大方便.2CVS采样系统实验流程首先进行设备及程序的初始化，窗口创建初期系 统会自检，防止出现错误;然后由操作者对实验基本参 数进行设置，同时对采样模式及采样气袋进行选择. 经过预热处理后选择开始采样，循环开始，气袋开始 充气，同时进行颗粒采样.循环结束后，将充气后气袋 中采集的样气通入分析设备进行分析，实验结束.3控制软件上位机界面设计Delphi作为更高级的编程语言，所具备的重要优 点在于更方便的设计出符合操作习惯的软件界面，系 统的二次开发在进行界面布局过程中可以按照操作者

7、 提出的需求来设计，同时可将类型相似的功能按钮布 局在一起，便于软件使用者进行操作和观察.控制软件 界面设计过程中正是遵循这一原则来设计.根据主界面的构成可以将整个控制界面分为3个 部分:参数设置部分;程序控制部分;数据监测部 分.参数设置部分参数设置部分布局在主界面右上角，在计算机中本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载 对部分参数作出更改可以及时通过串口通讯发送到设 备中对相对应的执行器进行操作设置部分能够实现 的参数设置包括:对系统主要参数进行设置;对气 袋操作基本参数进行设置.可以直接在对话框中对颗粒采样速率、二级稀释 空气速率、采样温度点、主文丘里以及采

8、样文丘里选 择，文丘里修正系数是由计算所得.程序控制部分程序控制部分是控制软件的核心内容，为主界面 右下角operation部分CVS系统的运行包括4种不同的运行模式，分别 是stop、wait standby和模式:所有的执行器都关闭， 软件只采集模拟量参数，软件启动后就处于stop模式， 此时系统运行处于停机状态;wait模式:软件开始与流 量计通讯，向流量计发送设定流量并读取当前流量， 主文丘里管将按设定流量打开，可做气袋吹扫工 作;standby模式:风机起动，热交换器开始工作，可做 气袋吹扫工作;preconditioning模式:进入预处理状态， 采样泵和二级稀释泵起动，颗粒采样和

9、气袋采样均处 于旁通状态，系统只有进入到preconditioning模式下 才可以开始进行采样工作.数据监测部分在主界面中通过不同的显示区来显示各种数据和 执行器使用状态，来保证实验正常进行.实验设置显示区:显示6个主要基本参数.其中，2 个流量计的实际流量在达到设置流量之前以红色显 示，达到设置流量后以蓝色显示.测量参数及流量显示区:该显示区显示CVS中可 以采集的9个模拟量参数、4个流量计流量和温度参 数、1个计算参数共14个参数，还有2个分别显示热 交换器水路控制阀和加热器控制状态的指示灯.执行器控制状态显示区:用于显示风机和7个泵的 控制状态.采样结果显示区可以显示3组数据:CVS总流 量和时间;气袋容积和时间;颗粒采样流量和二级 稀释空气流量及时间.所有显示流量为积分值在显示界面下方有状态条显示6项内容，用来显 示正在进行的操作，以避免在试验过程中出现失误不 能及时发现.4结论在AVL-CVS系统底层硬件设备基础上，配置了 高性能工控机，选择匹配了输入输出板卡，并基于 WindowsXP操作系统重新编写了操作软件，使用面向 对象的可视化编程语言Delphi，设计控制界面使其更 加实用，操作更加简便.控制程序基于串行端口通讯技 术以及AK协议，编写了相关控制程序模块，恢复了 原系统的采样、分析及对CV