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科罗拉多州和Opto 22合作在网上建立虚拟的发动机实验室

供稿:美国OPTO 22公司上海代表处 2004/1/18 9:04:00

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世界各地的大学生和研究人员都已经厌倦了仿真和模拟的机器设备,那样似乎每个人都有一台虚拟的机器。相反,学生们希望能够在真正的机器上工作。因此位于科罗拉多州Fort Collins的科罗拉多大学的发动机和能源转换试验室建立了一个真正的发动机检测实验室,并且通过因特网使世界各地的人都能够使用。

Opto 22公司提供了在线数据采集设备以及全球发动机工程的发动机控制,Opto 22经受住了大量残酷的考验:三年来无论研究生和本科生怎样使用,设备从未发生过故障。

在线双冲量发动机的应用


在美国,由于所需要的专门设备的高额成本,拥有发动机开发项目和研究实验室的大学在逐渐地减少。同时,对经过发动机检测和开发培训的人员的要求却在快速地增长。这种需求的增长是由于交通运输业的发展,当然也是由于对分布式能源生产的新的关注。

建立在老的Fort Collins能源设备的基础上,EECL是世界上最尖端的大学发动机开发实验室之一。也许是由于著名的Methanol马拉松竞赛,美国能源部在资助一场竞赛,各大学之间比赛究竟谁能够制造以甲醇为原料的最好的交通工具。天然气为能源的交通工具的制造比赛也同样举行,这造成了每年各方之间“激烈的交火”。

不参加比赛的时候,实验室就致力于关于应用于天然气工业的发动机、混合式大孔径的发动机及双冲程发动机的一些基础和高级的研究。高压燃料气注射、空气污染形成、参量发射监控、内燃机内部的混合过程、湿度对发动机性能的影响以及一些别的工程项目的都是研究的对象。EECL做所有的这些工作不仅因为它是世界上最好的实验室之一,也因为它是仅有的几个能进行这些研究的地方。

科罗拉多大学机械工程的副教授和EECL的主任Bryan Willson博士说,他们建立全球发动机项目是为了满足日益增长的富有经验的研究人员的需求。Willson说:“我们决定建立一个能够被全美国和全世界的学生使用的发动机试验装置。”

由于建造和维护这些研究设备的高额费用,全球发动机项目由美国科学基金会资助。实验室允许从研究生到博士生的各个层次的人都能够拨号上网连接设备,开动700-cc Briggs&Stratton Daihatsu双冲量发动机,运行发动机测试并立即从因特网上下载测试数据。



利用Opto 22监控硬件能够使学生在线改变负载、速度、点燃时间和空气-燃料比,然后监控燃料消耗、能源和力矩输出、消耗的化学能源、所做的功以及燃烧效率。学生们也根据热平衡验证热量都去了哪里。传感器检测热消耗、热夹套和水温。

研究生的设备耐受检验
“所有的大学都有因特网能力,但实际上只有一部分将因特网用于教育,”Willson解释说,“大多数学校的教授邮寄课堂讲义和作业,除此之外没有其他的应用了。我们希望能够想出如何更好地在教育中利用因特网资源。”

Willson说一些大学,包括CSU都建立了试验用的仿真器,但是学生们想控制真实的硬件设施,而不是虚拟的机器。因此CSU决定建立实际的设备,并提高它的鲁棒性和可靠性,以使全世界都能在因特网上使用它。

“我们想建立这样的设备以使我们能够了解各种相关的问题,看学生们如何浏览这些测试方法,并且找到所有使用因特网从事教育所出现的令人感兴趣的方面,”Willson说,“在来自世界各地的学生都使用这项资源之后,我们希望能发现一些我们从未遇到过的关于因特网教育的事情。”

对可靠性的要求否定了通常的建立学院硬件的方法。“大多数学校通常采集数据的方法是把一个通用的模拟/数字板插入到PC机里面,”Willson 解释说,“我们的经验是我们花费大量的时间来解决这些板子和个体通道的问题,假如我们丢失了整块板,我们的整个测试系统就瘫痪了。”


Colorado州立大学机械系副教授,EEC指导,Bryan Willson博士

Willson用Opto 22工业I/O和调节器。“因为我们做了大量关于天然气系统的工作,因此积累了许多关于Opto 22的经验,”Willson说,“许多天然气设备都采用Opto 22硬件,因为它特别可靠。另外,即使Opto 22模块确实存在问题,我们也只会丢失一个通道的数据而不是整块板子的数据。”

全球发动机工程是在Opto 22调节器下运行的。用户接口用Opto显示软件生成,模拟和数字I/O布线进入Opto 22数据采集系统。控制逻辑是用Opto 22编程语言写成的。

“Opto 22硬件很耐用,”Willson说,“我们的三届研究生和本科生用各种不可预见的方式使用设备,都没有出现任何设备故障。如果按照通常的大学方法去做,根据我们的经验现在我们应该使用了许多块板子了。”

Opto 22解决了另一个一直困扰大学的问题。“研究生都不得不写文档,”Willson说“在这个系统上工作的每组研究生都直接做控制上的改变,从来不做记录。幸运地是,Opto 22系统都能够自动记录。”

全球测试发动机仅仅在世界上应用了几个星期,因此只有几百人用过它。目前的抱怨是:“由于它太容易使用了,学生们认为这是一个仿真。我们不得不加一个麦克风和声音,以使测试者知道我们使用的是真实的发动机,不是仿真。”Willson说。

为了使用这个系统,测试者首先要访问网站,预约测试时间,然后得到测试时间和密码。在被分配的时间内,他或她登录网站,输入密码,得到一个和Opto 22调节器屏幕相似的显示界面。测试者移动鼠标,输入数据,按动按钮以调节测试参数。
聪明的编程能使实际的控制系统受到愚弄,在他们看来,他们所接收的数据像是直接来自主操作台,而不是因特网。“我们所送给用户的都是屏幕显示,而我们收到的是鼠标和键盘的移动,”Willson说,“我们不想让我们的用户应用 特殊的软件。它应该在世界上任何地方的任何浏览器上都能使用。”

目前,实验室一直被美国、南美、尼泊尔、印度、韩国和欧洲的学生和研究人员使用。大学、高校和研究实验室都在使用。明年,它也回进入初中。Opto 22相信它的硬件甚至能够吸引初中生的注意。

 

 

 

 

 

 

 

选择OPTO 22公司
SNAP PAC系统的
六大理由

 
 
1       简单易操作
SNAP PAC系统由四个部分统一整合而成:软件、控制器、智能处理器和I/O。系统建立、调试程序,以及故障维护都更简便,大大减少了系统开发及投入运行的时间。
 
2       更低的长期成本
SNAP PAC系统的成本低于许多PLC系统,并且由于软件是免费的,您不需要投入高昂的费用,便可投入使用该系统。我们为您提供免费的培训以及技术支持,因此对于设备的整个使用期来测试,系统成本会大幅降低。
 
3       适用于多类自动应用的SNAP PAC系统
SNAP PAC系统功能强大。一套系统,便可用于多个自动化项目中,帮助您完成过程控制、离散自动化、能耗管理、数据采集,甚至远程集中监控。
分布式智能,帮助您随时随地方便地添加I/O。拥有了有线/无线控制器及I/O,您就可根据实际所需,将有线网络转换到无线网络,或者立即实现两个网络的通讯。
灵活的硬件让您无需浪费更多的投资,节省了金钱及时间。
 
4       高级编程工具
SNAP PAC系统的编程方式采用直观的流程图,也可运用更高级的脚本语言,或者结合两者一起使用。这两种方法所包括的指令,用于标准的过程控制以及离散自动化的功能块、浮点型数字、串行处理、排列、子程序、指针变量等,其他的高级工具用于复杂的应用。
5       连接到第三方软件及设备
SNAP PAC控制器及智能处理器,支持OPCModbus/TCPEtherNet/IP。可简易地将数据导入到SQL数据库系统,并直接从硬件发送邮件。该系统也可以简单地使用ModbusDNPBACnetCAN或任意基于串口的设备、仪器,进行通讯。
 
6       业界最好的I/O
凭借着业内最佳的保障:多数SNAP I/O模块终身保用。每个模块出厂前都经过独立测试,而不是抽样测试。SNAP PAC系统可以配置从几个I/O点到数千个I/O点。您可按需,根据信号类型,选择高可靠性的模拟量、数字量、串口模块。电压、电流、交流、直流、热电偶、RTD、电源检测器、RS-232RS-485Profibus运动控制、应变测试等等,都可与SNAP PAC系统一同连接。
 
 
 
 
关于SNAP PAC系统
SNAP PAC系统是Opto 22公司出品,软硬件集成的系统,用于工业控制、远程监控、数据采集等应用。简化了对自动化系统了解、选择和采购的复杂过程,SNAP PAC系统由以下四部分组成:
 
PAC Project 软件套件----简单易用的基于流程图的编程方式、HMI人机界面)、可选的OPC客户端以及数据库连接软件。
 
SNAP PAC控制器----独立式和基于机架式的工业控制器;有线/无线模块可选。
 
SNAP PAC智能处理器----智能I/O处理器,用于分布式控制。也可选择有线/无线模块。
 
SNAP I/O----模拟量、数字量、串口量、特殊功能I/O模块,可与现场设备、仪器、传感器相连接。所有I/O模块可交替与标准的以及有线/无线智能处理器一同工作。
 
这四个简单,又具有很大灵活性的系统组成部件,可处理任何情况,从最基本的设备监控到完整的工厂自动化。
 
 
 
 
通讯网络及协议
SNAP PAC系统自带Ethernet网络协议,因此您无需担心成本,以及额外添加网络通讯卡的麻烦。系统中的分布式I/O可运行在以太网或串行网络,也可同时运行于两个网络。另外,您可以与大量的串行设备通讯,例如条形码阅读器、RFID阅读器、串口显示器、modem等。
 
由于SNAP PAC系统运行于标准的Ethernet网络,可直接与计算机、基于Ethernet的设备相互通讯,使用标准的协议包括TCP/IPUDP/IP、邮件传输协议SMTP、网络管理协议SNMPModbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系统的EtherNet/IP等。
 
 
 
 
关于OPTO 22
Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化、能耗管理、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的,用于商业网络及计算机技术中,以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22的输入/输出以及控制系统,允许客户从所有的设备、电子仪器仪表监测、控制、采集数据,这些都是项目运行的关键。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM,信息技术及操作人员已经为全球10,000套设备安装了该产品。公司始建与1974年,总部位于美国加州的TemeculaOpto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息,请联系Opto 22上海代表处,电话:021-58358249,邮箱:optochina@opto22.com。网址:www.opto22.com.cn

更多内容请访问 美国OPTO 22公司上海代表处(http://c.gongkong.com/?cid=39966)

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