【正文】 I 摘 要 本文主要針對如何對汽車張緊器進(jìn)行性能檢測做了研究。隨著 PLC 的出現(xiàn)及發(fā)展， PLC 的應(yīng)用越來越廣泛，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文提出了用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)汽車張緊器靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng) 的整體方案。 在這篇論文中結(jié)合 張緊器系統(tǒng)工作的實(shí)際情況，應(yīng)用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)一個張緊器的靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)來檢測張緊器中的柱塞彈簧的承載能力。主要完成了以下幾個方面的工作： 首先對張緊器的工作原理進(jìn)行了解，然后完成了張緊器靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。在正確的器件選型及軟硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成了張緊器性能檢測靜態(tài)試驗(yàn)的各子系統(tǒng)工作研究。 張緊器性能 檢測的靜態(tài)試驗(yàn)分為兩個，一是檢測塞柱彈出一定距離時的最大沖力和穩(wěn)定后彈力；二是檢測彈簧被壓縮一定距離后產(chǎn)生的形變。本文以這兩個試驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，應(yīng)用 PLC 技術(shù)完成對張緊器靜態(tài)性能檢測的靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ：張緊器 ，試驗(yàn)機(jī)，柱塞彈簧， 系統(tǒng)設(shè)計(jì) II Abstract This article focused on how the auto tensioner for performance testing. With the appearance and the development, the PLC application is more and more widespread, which has the broad application prospect. This paper presents the overall program PLC technical design about auto tensioner static testing machine system. This tensioner system to the actual situation, using PLC technology to design a tensioner in static testing machine to detect the tensioner plunger spring load capacity .This article has mainly pleted following work: First, to understand the working principle of the tensioner, and then plete the overall design of the static test of the tensioner system. On the basis of the correct selection of devices and hardware and software design, plete tensioner performance testing study on the static testing of the subsystem. There are two tensioner performance tests of the static test .One is to test the plug column popup of the largest momentum and stability in elastic when a certain distance. The other test is to deformation detection of the spring pressed to a certain distance. In this paper based on these two test content, applications PLC technology to plete the design of the static test of the static performance testing of the tensioner. Key Words： tensioner， Testing machine， Plunger spring， System design III 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 張緊器性能測試的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ............................. 1 PLC 在控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展 .............................. 2 系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 ........................................... 4 2 PLC 控制張緊器的系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) ..................................... 6 張緊器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理 ................................ 6 張緊器工作原理 ....................................... 6 張緊器靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................... 7 系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn)方案 ......................................... 9 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要器 件選擇 .................................... 10 PLC 的選型 ........................................... 10 稱重傳感器的選擇 .................................... 12 光柵尺的選擇 ........................................ 14 伺服電機(jī)的選擇 ...................................... 15 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ............................................ 17 PLC 與 PC 通訊電路 .......................................... 17 稱重傳感器接口電路設(shè)計(jì) .................................... 20 光柵接口電路設(shè)計(jì) ........................................... 21 伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì) ....................................... 22 電源電路設(shè)計(jì) .............................................. 25 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................... 27 軟件的總體設(shè)計(jì) ............................................. 27 控制系統(tǒng)主要部分的軟件設(shè)計(jì) ................................ 30 PLC 控制稱重傳感器的軟件設(shè)計(jì) ......................... 30 PLC 控制伺服電機(jī)的軟件設(shè)計(jì) ........................... 31 Windows 環(huán)境下上位機(jī)通信 ................................... 34 上位機(jī)和 PLC 串行通信的程序設(shè)計(jì) ............................ 34 IV 5 總結(jié)與展望 ...................................................... 38 系統(tǒng)總結(jié) .................................................. 38 系統(tǒng)展望 .................................................. 38 致謝 .............................................................. 40 參考文獻(xiàn) .......................................................... 41 附錄 .............................................................. 43 英文原文 ...................................................... 43 英語翻譯 ...................................................... 51 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 1 1 緒論 本章主要介紹了張緊器彈性測試的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。除 此之外，還介紹了本論文采用的主要技術(shù)， PLC 在控制系統(tǒng)中應(yīng)用與發(fā)展。最后概括了本論文的主要研究內(nèi)容與研究意義。 張緊器性能測試的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 液壓張緊器性能測試系統(tǒng)其本質(zhì)為一種位移壓 力特性測試系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)為產(chǎn)生可控位移并能提供沿輸出力方向的加載，即定位與加載。提供直線位移的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括滾動絲杠、滑動絲杠與直線導(dǎo)軌等，這些機(jī)構(gòu)與電機(jī)配合構(gòu)成直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)。液壓和氣動裝置也能方便的實(shí)現(xiàn)直線位置控 制，但須配備液壓源或氣源以及比例控制閥。現(xiàn)今國內(nèi)外研究中，位移壓 力特性測試技術(shù)在比例電磁鐵性能測試中應(yīng)用較 多。發(fā)動機(jī)機(jī)軸向凸輪軸以及其他輔助機(jī)構(gòu)傳遞動力時，通常需要正時皮帶或鏈條傳動以及附件皮帶或鏈條傳動。雖然發(fā)動機(jī)噴油時刻和點(diǎn)火時間都是由電子控制，但是配氣相位 ， 也就是進(jìn)、排氣門開閉時間卻還是由正時皮帶或鏈條實(shí)現(xiàn)，以絕對保證發(fā)動機(jī)配氣相位的機(jī)械位置不能變化。而來自于發(fā)動機(jī)功率驅(qū)動的其他附件，如發(fā)電機(jī)、車用空調(diào)以及水泵等，均采用附件皮帶或鏈條傳動。帶傳動和鏈傳動均為具有中間撓性件的嚙合傳動。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可在大的軸間距和多軸間傳遞動力。摩擦型帶傳動可過載打滑以實(shí)現(xiàn)自行保護(hù)，其運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低 ，但傳動比不準(zhǔn)確，同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)有噪聲。鏈傳動兼有齒輪傳動和帶傳動的一些特點(diǎn)。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，鏈輪齒受力較小、強(qiáng)度較高、磨損也較輕，鏈傳動具有較好的緩沖、吸振性能。與帶傳動相比，鏈傳動的傳動比準(zhǔn)確、傳動效率較高，鏈條對軸的作用力較小，鏈傳動的尺寸較緊湊，鏈條裝拆比較方便，鏈傳動能在較大傳動比和較小中心距下工作，鏈傳動對環(huán)境的適應(yīng) 能力強(qiáng)，鏈條的磨損伸長比較緩慢、張緊調(diào)節(jié)量較小，鏈傳動在 有 可燃?xì)?的環(huán)境 下工作安全可靠。由于磨損會導(dǎo)致傳動 帶與鏈條在使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 2 過程中伸長，引起松邊垂度增加，給傳動帶來振動，影響傳動性能。特別是汽車正時帶傳動和鏈傳動，它用于發(fā)動機(jī)曲軸與凸輪軸之間，由于發(fā)動機(jī)活塞行程與排氣時間有嚴(yán)格的配合，因此要求該型帶傳動或鏈傳動低振 動 且穩(wěn)定。張緊裝置形式很多，例如螺釘、曲柄杠桿、掛重、彈簧和液壓等，對中、高速的重要傳動應(yīng)采用自動張緊裝置，其中以液壓張緊為優(yōu)，它不受松邊伸長的影響。 PLC 在控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展 PLC 是一種 專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以 編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí) 行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并 能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 及其有關(guān)的外圍設(shè)備 。這些 都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 可編程序控制器是在繼電接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝置是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以來，隨著微機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大推動了 PLC 在世界范圍內(nèi)的發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍越來越廣闊，已廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動控制中。 PLC的程序在可編程序控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)流程對電氣控制的要求，在滿足控制要求的前提下，力求 PLC 控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、操作和維修方便，而且應(yīng)使系統(tǒng)能盡量降低使用者長期運(yùn)行的成本。 可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常包括 硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 可編程序控制器作為控制器構(gòu)成的自動控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的控制，也可實(shí)現(xiàn)模擬量的控制；可實(shí)現(xiàn)斷續(xù)控制，也可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制；系統(tǒng)組成可以是開環(huán)控制系統(tǒng)，也可構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、可編程序控制器和外圍設(shè)備等幾 部分。具有以下幾個特點(diǎn)：（ 1）設(shè)計(jì)上考慮了工業(yè)環(huán)境、抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高。（ 2）編程及操作簡便易學(xué)。（ 3）采用模塊化結(jié)構(gòu)。（ 4）具有功能很強(qiáng)的 I/O 模及智能接口模塊。（ 5）網(wǎng)絡(luò)化。（ 6）產(chǎn)品系列化、成本低?？删幊炭刂破髟O(shè)計(jì)的方法與步驟如 圖 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 3 確 定 控 制 對 象 及 控 制 范 圍可 編 程 序 控 制 器 機(jī) 型 選 擇總 裝 調(diào) 試投 入 運(yùn) 行硬 件 設(shè) 計(jì)（ 外 圍 電 路 ）軟 件 設(shè) 計(jì)符 合設(shè) 計(jì) 要 求