柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)融合實訓室建設(shè)研究

楊偉鈞,陳援峰

(廣州城市職業(yè)學院 機電工程系，廣東 廣州 510405)

在廣東乃至全國物流業(yè)大發(fā)展背景下，物流用柴油車噴油嘴的維修設(shè)備核心技術(shù)被國外壟斷，國內(nèi)產(chǎn)品功能參差不齊、技術(shù)落后。特別是柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)國內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品種類五花八門且功能各異，技術(shù)員在維修過程中操作繁瑣，面臨不小困難，因此急需開展柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)的融合(互聯(lián)互通)研究工作。由于驗證手段的不完善，不同功能的系統(tǒng)互聯(lián)互通過程中，每個準備或正在接入互聯(lián)互通平臺的用戶都會遇到諸多方面的問題[1]。因此迫切需要搭建一個平臺來檢測終端、系統(tǒng)、測控功能的兼容性，檢測準備和正在接入互聯(lián)互通平臺的產(chǎn)品能否在此平臺上運行[2]，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)驗證運行成功，則表示此產(chǎn)品達到了互聯(lián)互通的基本標準，可順利進入互聯(lián)互通系統(tǒng)。

互聯(lián)互通實訓室的成功搭建，可以為不同柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)互聯(lián)互通的建設(shè)提供一個安全可靠、客觀公正的第三方驗證手段[3]，對于不同應用場合的新線建設(shè)、終端升級改造、產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都可以通過互聯(lián)互通實訓室進行使用前的調(diào)試，對柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)建設(shè)的整體規(guī)劃在技術(shù)層面進行把關(guān)，同時互聯(lián)互通實訓室在運營過程中可對出現(xiàn)的問題進行分析解決，在相應建設(shè)標準和技術(shù)標準的修訂上起技術(shù)支撐作用。

一、實訓室建設(shè)理念

(一)實訓室建設(shè)基礎(chǔ)

依托現(xiàn)有校企合作協(xié)同創(chuàng)新基地和校外實踐基地“廣州綠谷柴油機科技有限公司”，同時借助已獲得立項的廣州市高校第九批教育教學改革項目“高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究”，以及2018年廣州市科技計劃“柴油機尿素噴射系統(tǒng)故障檢測技術(shù)的研究及應用”的研究平臺，基于柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)技術(shù)融合研究基礎(chǔ)，開展柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)融合實訓室的建設(shè)與實踐。

(二)建設(shè)目的

通過“實訓室”的建立，來指導柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)內(nèi)終端、系統(tǒng)、控制芯片與功能的檢測，使終端、系統(tǒng)、控制芯片與功能符合相應的技術(shù)規(guī)范并適合其應用，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，形成良好的用戶體驗，形成實訓室在柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)領(lǐng)域的示范性，增強其在相關(guān)行業(yè)的影響力。

(三)工作定位

為提高柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)互聯(lián)互通項目中不同廠家的設(shè)備、控制芯片的無關(guān)性和不同類型管理平臺的通用性，需要對多標準系統(tǒng)與終端進行融合[4]。實訓室定位于柴油機噴油嘴行業(yè)產(chǎn)品，形成終端、控制芯片、系統(tǒng)功能的完整檢測，具體定位如下：不同柴油機噴油嘴標準、規(guī)范的資料收集和歸類；柴油機噴油嘴體系內(nèi)產(chǎn)品檢測與認定機構(gòu)；為符合柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)標準的產(chǎn)品研發(fā)提供協(xié)助和技術(shù)支持；建立柴油機噴油嘴測控體系內(nèi)不同行業(yè)產(chǎn)品信息庫；打造產(chǎn)學研相結(jié)合的文化中心。

二、中心平臺體系構(gòu)建

(一)平臺結(jié)構(gòu)

為了柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)互聯(lián)互通工作順利開展，我們提出了實訓室的建設(shè)，這是以柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)項目中互聯(lián)互通的順利運行及后期維護為首要目的[5]，在此前提下，逐步建設(shè)成為不同企業(yè)產(chǎn)品互聯(lián)互通示范實訓室。其建設(shè)主要由五部分組成，即：基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)、標準解釋體系、檢測與認定、協(xié)助與支持、信息庫[6]。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 實訓室框架圖

(二)測試平臺

測試平臺是互聯(lián)互通測試的重要基礎(chǔ)條件，對實訓室進行科學、充分的調(diào)研，購買先進、急需的儀器設(shè)備，研發(fā)特制設(shè)備，搭建技術(shù)、服務平臺。目前，實訓室測試平臺主要由各種型號終端、各類別芯片、后臺系統(tǒng)、壓力測試系統(tǒng)、頻譜分析系統(tǒng)、協(xié)議分析系統(tǒng)組成，以不同類型柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)為服務目標，逐步實現(xiàn)權(quán)威檢測(圖2)。

圖2 測試平臺發(fā)展路線圖

1.測控系統(tǒng)終端

測控系統(tǒng)終端為已接入互聯(lián)互通項目的終端設(shè)備，包括MCU控制單元、檢測終端、控制終端等，其應具有最基本的測控功能并滿足互聯(lián)互通的要求與標準：能夠測試高壓共軌的壓力、流量和噴油量，能夠控制角閥的開度、控制高壓部分電壓的輸出以及控制PWM等。

2.后臺系統(tǒng)

后臺系統(tǒng)分正式與測試，主要用于終端、渠道、商戶等信息的管理，同時支持所有已接入互聯(lián)互通項目的測控系統(tǒng)終端的文件的接收，數(shù)據(jù)的打包、發(fā)送、處理及清算查詢。后臺系統(tǒng)能夠與系統(tǒng)中心進行正常的數(shù)據(jù)交互，并具備良好的穩(wěn)定性、安全性。在數(shù)據(jù)處理上，能夠正確的自動按類別分離數(shù)據(jù)，自動上傳、下發(fā)數(shù)據(jù)，并能將終端參數(shù)、程序、黑名單等通過采集器或無線方式下載至終端設(shè)備。

3.壓力測試系統(tǒng)

測控系統(tǒng)終端與噴油嘴聯(lián)合壓力測試裝置為特制研發(fā)設(shè)備，通過控制參數(shù)的調(diào)節(jié)，在檢測噴油嘴、終端、系統(tǒng)產(chǎn)品的兼容性、系統(tǒng)終端與噴油嘴的聯(lián)合壓力測試、終端存儲容量、終端讀寫錯誤率檢測、后臺系統(tǒng)穩(wěn)定性、輸出控制信息與實際噴油量的測試數(shù)據(jù)等測試方面發(fā)揮了重要作用。

4.頻譜分析系統(tǒng)

諧振頻率作為主控制芯片MCU通過PWM方式控制系統(tǒng)噴油量的重要特征參數(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計、驗證和質(zhì)量控制等方面提供了重要參考價值，但由于諸多原因業(yè)界尚未形成統(tǒng)一測量標準，實訓室結(jié)合大量測試數(shù)據(jù)，在特定測試環(huán)境下針對不同柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)制訂了相應的測試規(guī)范，以使其健康發(fā)展，采用先進的頻譜分析儀進行分析測試。

5.協(xié)議分析系統(tǒng)

協(xié)議分析系統(tǒng)為互聯(lián)互通測試中系統(tǒng)終端與柴油機高壓共軌噴油嘴的信息傳輸提供了一個完整、客觀且全面的過程展現(xiàn)，在技術(shù)層面上對整個物理通信及應用流程進行檢測。為柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)互聯(lián)互通測試工作的順利進行在技術(shù)層面和測試手段上提供了有效保障，同時幫助企業(yè)縮減因測試產(chǎn)品適應性而投入的大量人力、物力和財力。

三、管理制度

建立科學合理、權(quán)責明晰的管理機制是實訓室正常運行的基礎(chǔ)保障，建設(shè)與管理二者缺一不可，實訓室的各項工作必須有章可循，且要注重落實，才能保證各項工作有條不紊地開展。目前，實訓室制訂了四項管理制度：

建立《實驗室測試管理制度及流程》，規(guī)范實訓室檢測流程的管理。確保檢測工作按照流程順利進行，并對柴油機檢測的數(shù)據(jù)進行有效的管理及控制。

建立《實驗室中心管理條例》，為實訓室建設(shè)思路提供方向指導，并明確不同實驗人員的職能和分工。

制定《柴油機檢測技術(shù)和設(shè)備操作規(guī)范》，為嵌入式終端、系統(tǒng)、柴油機噴油嘴的檢測提供技術(shù)參考，并保證每臺儀器設(shè)備的正常運行和及時維修。

制定《文檔管理制度》，確保各類技術(shù)資料的完整性、保密性及其存放規(guī)范，并保護合作企業(yè)的利益和知識產(chǎn)權(quán)。

在以上制度的保障下，實訓室的建設(shè)發(fā)展已經(jīng)取得了初步的成效：2016年柴油機油嘴檢測項目立項了廣東省科技計劃，獲得30萬元的經(jīng)費資助；2018年柴油機尾氣檢測系統(tǒng)立項了廣州市科技計劃，獲得了20萬元的經(jīng)費資助；近五年內(nèi)申請了發(fā)明專利2項，授權(quán)計算機軟著2項，授權(quán)國家實用新型專利12項。可以預見，隨著管理制度的逐漸完善，科研人員的環(huán)境得到保障和創(chuàng)新意識加強，實訓室將產(chǎn)生更多相關(guān)的科研成果并實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。

四、人才隊伍建設(shè)

人才隊伍建設(shè)是實訓室建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，建設(shè)高效的實訓室，必須具備一支高水平的專業(yè)技術(shù)隊伍，它是確?；ヂ?lián)互通測試工作的基礎(chǔ)，是實踐創(chuàng)新的骨干力量：實訓室立足于校企合作協(xié)同創(chuàng)新，在校外實踐基地培養(yǎng)一批技術(shù)過硬的測試技術(shù)人員隊伍;通過開展已立項的省、市科技計劃研究項目，以項目為載體，以任務為驅(qū)動，從中選拔一批優(yōu)秀的人員，使其具備專業(yè)的測試實驗技能和豐富的實踐經(jīng)驗；鼓勵人員參加相關(guān)的學歷進修或培訓，提升相應的學歷或技能。

目前，經(jīng)過人才隊伍建設(shè)的激勵機制建設(shè)，在人才的培養(yǎng)上也取得了一些成效：近三年內(nèi)培養(yǎng)了一名工學博士，進修一名博士和一名國內(nèi)訪問學者；2018年實訓室開展深度校企合作，培養(yǎng)5名專任教師獲得“職業(yè)教育教師資格能力”證書；近三年內(nèi)，以該實訓室為依托的“嵌入式產(chǎn)學研基地”，培養(yǎng)了12名應用電子技術(shù)復合型創(chuàng)新型技術(shù)技能人才，并獲得了廣東省技能競賽的二、三等獎6項。隨著人才隊伍素質(zhì)和能力的提高，實訓室科研成果的產(chǎn)出將得到更大的保障。

五、結(jié)語

柴油機噴油嘴測控系統(tǒng)互聯(lián)互通實驗中心建設(shè)的各項工作是一個系統(tǒng)的長期的工作，要建設(shè)好實訓室，必須理清發(fā)展思路，明確方向，落實發(fā)展策略，在做好軟硬件及環(huán)境建設(shè)的同時，還要做好人才隊伍及中心文化的建設(shè)，堅持走內(nèi)外協(xié)調(diào)發(fā)展道路，需要不斷地總結(jié)與探索。