【正文】 機(jī)輪試驗(yàn)過程的變形和位移情況，作為位移測(cè)試的數(shù)據(jù)。聯(lián)合加壓也必須先加徑向，徑向先加 5S 后再加側(cè)向，以保證輪胎承受一定的徑向壓力后才開始承受側(cè)向壓力，避免了輪胎單獨(dú)承受側(cè)向壓力或側(cè)向壓力大于徑向壓力的情況。 MPI通訊可以利用上位機(jī)的普通 COM端口 通訊，起通訊速率為 19200bps，遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所需的通訊量 600ps，但是為了增強(qiáng)通訊的安全性，采用西門子專用的 通訊卡 CP5611進(jìn)行通訊。數(shù)字量輸出 7個(gè)點(diǎn)，其中液壓系統(tǒng) 5個(gè)，油泵電機(jī)的控制 2個(gè)。在滿足試驗(yàn)臺(tái)控制要求的條件下，選擇比較經(jīng)濟(jì)的 CPU，所以沒有選擇 CPU315 及其以上的 CPU 型號(hào)。 電壓 24VDC，可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器，可用作負(fù)載電源，具有防短路和開路保護(hù)，可連接單相交流系統(tǒng) (輸入電壓飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 15 120/230 VAC， 50/60 Hz)，具有可靠的隔離特性，符合 EN 60 950。 其中包括：電源模塊、 CPU 模塊、 CPU 后備電池、 模擬量輸入 模塊 AI、模擬量輸 出 模塊 AO、數(shù)字量輸入 模塊 DI、數(shù)字量輸出 模塊 DO、 網(wǎng)絡(luò)連接器、 PC 適配器和編程電纜等。 目前三家著名的 PLC廠家 SIEMENS、 GE和 OMRON公司的產(chǎn)品現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用得比較多，遍及國(guó)民 經(jīng)濟(jì) 的各個(gè)行業(yè)。 AWS8248VTPT 是一款 14 槽， TFTLCD 的工作站，是研華原有主打產(chǎn)品 AWS一 8248 的升級(jí)。根據(jù)需要留有 1/0 模板的接口 。 ，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵 。 研華公司從事工業(yè)電腦制作有 20 年之久，在工業(yè)機(jī)制作和售后服務(wù)方面積 累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，所以在本次徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)控制中選用臺(tái)灣研華公司生產(chǎn)的 AWS8248VTPT 型工控機(jī)，該工控機(jī)具有以下特點(diǎn) : 具有電阻式觸摸屏 TFTLCD,分辨率 1024*768 觀大方，方便操作 。 ： 該部分為計(jì)算機(jī)控制載荷值輸出，通過放大電路放大驅(qū)動(dòng)電磁溢流閥控制液壓系統(tǒng)壓力；手動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)中手動(dòng)控制實(shí)質(zhì)為載荷的手動(dòng)調(diào)節(jié)，即用電位器實(shí)現(xiàn)載荷的控制，在手動(dòng)控制中系統(tǒng)為開環(huán)控制。 控制系統(tǒng) 硬件選型 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 可分為 為五大部分： 位監(jiān)控系統(tǒng)： 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、畫面監(jiān)控、參數(shù)輸入、系統(tǒng)協(xié)調(diào)。 :根據(jù)工況要求編制的程序控制，實(shí)現(xiàn)徑載油缸和側(cè)載油缸多 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 13 級(jí) ( 10t/5t,20t/10t,30t/5t,50t/25t,100t/50t)壓力反饋信號(hào)，自動(dòng)響應(yīng)，改變溢流閥調(diào)定壓力，滿足工況要求 。液壓比例閥是用于試驗(yàn)過程中控制載荷的穩(wěn)定及按比例加載。 圖 24徑側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)裝置硬件實(shí)現(xiàn)框圖 徑側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 試驗(yàn)臺(tái)本體和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件分成三個(gè)部分，第一個(gè)部分是 實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體，是試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中包括了工作平臺(tái)、底座，支柱、叉子、主油缸、側(cè)向油缸等。從本質(zhì)上看，徑側(cè)向 機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要工作原理分為以下三個(gè)步驟口 :對(duì)來自傳感器和放大器的輪胎壓力瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸 入，并實(shí)時(shí)顯示。 ，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào) 節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且易于更改。所以，PLC 在可靠性等方面可以和 DCS 媲美，但在性價(jià)比上要優(yōu)于 DCS。需要通過網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量相對(duì)比較少，這使得 PLC 網(wǎng)絡(luò)變得比較簡(jiǎn)單。 PLC 網(wǎng)絡(luò)則不同 ，一般在網(wǎng)絡(luò)級(jí)它不搞 1:1 網(wǎng)絡(luò)冗余，僅在關(guān)鍵部位選用冗余結(jié)構(gòu)的 PLC。 DCS 和 PLC 系統(tǒng)在可靠性、抗干擾性、響應(yīng)速度，數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)能力等方面各有千秋，均能滿足本項(xiàng)目的要求。所以不適合本項(xiàng)目。 2) 響應(yīng)速度快，數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng) 由于整個(gè)試驗(yàn)必須實(shí)時(shí)地傳送壓力反饋值的大小，所以要求系統(tǒng)有很快的響應(yīng)速度；并且在試驗(yàn)中要將所有傳感器的數(shù)據(jù)采集下來，在試驗(yàn)結(jié)束后再將數(shù)據(jù)保存到硬盤上，所以要求系統(tǒng)的處理器和存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù) 處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng)。 根據(jù)工程實(shí)際和客戶要求，試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)必須滿足如下要求。大多數(shù) PLC 使用梯形圖 LAD、連續(xù)功能圖 CFS 和語句表。各輸入端均采用 RC 濾波器，對(duì)于一些高速輸入端則采用數(shù)字濾波，其濾波時(shí)間常數(shù)可由指令設(shè)定；各模塊均采用屏蔽措施，防止輻射干擾；采用優(yōu)良的開關(guān)電源。與一般的計(jì)算機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要表現(xiàn)在 : 1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是 PLC 的最突出特點(diǎn)之一。當(dāng)今流行的 DCS 國(guó)外的有 Honeywell 公司的 TDC300、橫河公司的 CENTUM，國(guó)內(nèi)的有電子部六所的HS20OO 系統(tǒng)。一般情況下，一個(gè) DCS 中只需配備一臺(tái)工程師站，而現(xiàn)場(chǎng) I/O 控制站和操作員站的數(shù)量則需要根據(jù)實(shí)際 要求配置。目前使用較多的有研 華 (ADVANTECH)、康泰克 (CONTEC)、康拓等公司的產(chǎn)品。當(dāng)今的工業(yè)控制系統(tǒng)按照使用設(shè)備的不同可以分為以下幾大類。 位移測(cè)量在加壓過程中每級(jí)加壓保持的時(shí)候把數(shù)據(jù)傳給上位機(jī) [12]，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)給出整體十段的輪緣的變形量，位移傳感器負(fù)責(zé)位移量的測(cè)量，并在上位機(jī)中對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得出最 終的結(jié)果。反饋壓力值通過壓力傳感器反饋給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從而計(jì)算實(shí)時(shí)控制的誤差，并顯示在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面上 [11]，同時(shí)也顯示在與其連接的各壓力顯示儀表上。另外，飛機(jī)地面轉(zhuǎn)彎過程中方向舵與副翼配合不好等產(chǎn)生的側(cè)滑。 系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)說明 飛機(jī)機(jī)輪徑側(cè)向自動(dòng)化 實(shí)驗(yàn)裝置的原理是 [10]：將輪胎安裝在夾具上并且固定，在輪胎的徑向（垂直方向）和側(cè)向（水平方向）兩個(gè)方向分別施加一定的載荷并保持一定時(shí)間，觀察飛機(jī)輪胎輪軸和輪緣的變形量（即位移量），通過所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于分析機(jī)輪的徑側(cè)向靜態(tài)力學(xué)性能，并根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和改進(jìn)機(jī)輪的徑側(cè)向靜態(tài)力學(xué)性能。 并介紹了人機(jī)界面的各模塊功能。主要是介紹試驗(yàn)臺(tái)的研究背景、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及研究?jī)?nèi)容 。所有 調(diào)節(jié)不僅能自動(dòng)記錄或打印出來，還可以實(shí)現(xiàn)密碼保護(hù)，防止他人擅自修改造成故障。參數(shù)設(shè)定需用電位器調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)結(jié)果不易被復(fù)制或記錄。為了提高電液控制系統(tǒng)的精確性和適用性，幾十年來，隨著現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展，報(bào)道電液控制系統(tǒng)采用現(xiàn)代控制理論的文獻(xiàn)層出不窮 ，而且均取得了良好的效果。 同時(shí)，國(guó)內(nèi)電液控制技術(shù)方面 [9]也已經(jīng)開始由模擬儀表向數(shù)字化發(fā)展，液壓技術(shù)同電子技術(shù)、控制技術(shù)的結(jié)合日益緊密，從而使 電液元件和系統(tǒng)的性能有了質(zhì)的飛躍，加強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為液壓工業(yè)的發(fā)展開辟了廣闊的天地。 2020 年臺(tái)灣華中橡膠測(cè)試公司自研發(fā)了輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試功能包括輪胎破壞能試驗(yàn)、胎唇抗脫座試驗(yàn)、縱向剛性系數(shù)試驗(yàn)、橫向剛性系數(shù)試驗(yàn)、印痕試驗(yàn)、與胎面接地壓力分布分析等，現(xiàn)已開發(fā)了第三代產(chǎn)品。各研發(fā)單位生產(chǎn)的輪 胎試驗(yàn)機(jī)也大都面向汽車輪胎測(cè)試的方向，對(duì)航空機(jī)輪的各性能測(cè)試主要依靠國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，嚴(yán)重影響了國(guó)內(nèi)對(duì)航空機(jī)輪的研發(fā)進(jìn)度和生產(chǎn)制造水平。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)輪胎業(yè)的發(fā)展起步比較晚，雖然生產(chǎn)廠家已發(fā)展到了 400 多家，輪胎生產(chǎn)量已排名世界第一位，但因我國(guó) 輪胎 的總體檔次比較低，路況比較差，因此，對(duì)于輪胎的發(fā)展沒有起到促進(jìn)作用，因此很多輪胎廠家的 生產(chǎn)技術(shù)還停留在六七十年代的水平。集 4 種測(cè)試于一機(jī)，可大大節(jié)省接地面積和投資 [3]。近年來，國(guó)際上不斷涌現(xiàn)許多新型的高性能、多功能的輪胎試驗(yàn)機(jī)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外輪胎制造業(yè)起步較早，各種輪胎試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)也得到了飛速發(fā)展，對(duì)航空機(jī)輪的的研發(fā)隨著航空技術(shù)的不斷提升也在不斷提升公司所自有的機(jī)輪力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。為了保證飛機(jī)飛行安全，對(duì)各種飛機(jī)機(jī)輪的性能測(cè)試是十分必要的。 最后進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，將系統(tǒng)不斷完善、 本文的重點(diǎn)是介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)的軟件、硬件做了詳細(xì)的 闡述 。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的兩臺(tái)徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)都研制于二十世紀(jì)七十年代，絕大部分的儀器儀表都是模擬的，不方便控制和觀測(cè)，且載荷試驗(yàn)都必須手動(dòng)完成，已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前對(duì)飛機(jī)機(jī)輪進(jìn)行的靜態(tài)力學(xué)載荷性能試驗(yàn)的要求了。以驗(yàn)證機(jī)輪在最大靜載荷和最大限制載荷下的承受能力。 本文就該試驗(yàn)臺(tái)的電氣控制部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件選型、硬件電路實(shí)現(xiàn)、軟件設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)介紹。 參考文獻(xiàn) .......................................................... 49 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向 自動(dòng)化試驗(yàn)裝置 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景 隨著祖國(guó)航空航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，各種航天工具的開發(fā)和改進(jìn)，商用和軍用飛機(jī)輪胎的性能要求各不相同。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和嵌入式控制系統(tǒng)控制技術(shù)，屬于全數(shù)字化自動(dòng)測(cè)控臺(tái) [1]；能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的全自動(dòng)化，減輕了操作人員復(fù)雜的操作，減少了在人為操作控制因素下對(duì)測(cè)試精度的影響；加載曲線的實(shí)時(shí)顯示和打印，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使實(shí)驗(yàn)過程更加安全可靠。從機(jī)械試驗(yàn)機(jī)到模擬系統(tǒng)到自動(dòng)控制系統(tǒng)的輪胎試驗(yàn)機(jī)，不斷提高自動(dòng)化測(cè)試水平，而且測(cè)試性能及各方面指標(biāo)都有極大提高。附加測(cè)試包括胎面接地面比例、負(fù)荷下胎面花紋動(dòng)態(tài)性能測(cè)試等。 近兩年來，在世界輪胎公司 75 強(qiáng)中， “ 米其林 ” 、 “ 普利司通 ” 、 “ 固特異 ” 占有相當(dāng)大的市場(chǎng)，且負(fù)責(zé)各航空公司航空機(jī)輪的生產(chǎn)和檢測(cè)，其輪胎試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)化水平和測(cè)試性能指標(biāo)都處于世界領(lǐng)先地位。近幾年，隨著航空技術(shù)的發(fā)展和我國(guó)高速路的發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)輪胎業(yè)的發(fā)展，目前已有幾個(gè)廠家引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，且相應(yīng)的各類型輪胎試驗(yàn)機(jī)也相繼面向市場(chǎng)，但普遍存在測(cè)試性能不高，自動(dòng)化水平落后的現(xiàn)象。 2020 年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員 會(huì)發(fā)表了輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) [6]。 如今國(guó)內(nèi)以引進(jìn)技術(shù)等形式建立了大型輪胎試驗(yàn)場(chǎng)，可對(duì)各種不同類型的輪胎從性能方面進(jìn)行綜合測(cè)試，現(xiàn)國(guó)內(nèi)技術(shù)比較領(lǐng)先的是天津久榮公司所建立的綜合試驗(yàn)場(chǎng)，可完成包括強(qiáng)度測(cè)試、耐久測(cè)試等 16 項(xiàng)不同性能方面的測(cè)試 [8]，同時(shí)也承擔(dān)了制定國(guó)家輪胎測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。電液控制系統(tǒng)屬于本質(zhì)非線性和不確定性系統(tǒng)，如電液伺服閥的壓力 —流量特性、液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu) (如非對(duì)稱缸 )的摩擦特性和死區(qū)特性、負(fù)載特性等都是非線性；而不確定性因素則包括外來干擾力、溫度變化、油源壓力和流量脈動(dòng)等。由于模擬器件的分散性和組成電路的特點(diǎn)，其控制功能簡(jiǎn)單，難以適應(yīng)各種需要場(chǎng)合，并且存在明顯的溫度漂移和零點(diǎn)漂移。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)則可避免上述弊端，參數(shù)設(shè)定可通過 PC或總線完成，避免了活動(dòng)元器件的機(jī)械磨損。 主要研究的問題及論文結(jié)構(gòu)概述 該測(cè)試臺(tái)的電氣控制部分的任務(wù)是： 、圖形曲線顯示打印 主要研究的問題有： 動(dòng)作的自動(dòng)控制 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向 自動(dòng)化試驗(yàn)裝置 第一章 緒論 4 手動(dòng)控制更加方便 論文章節(jié)安排 本論文的設(shè)計(jì)就是就以上提出的任務(wù)問題進(jìn)行系統(tǒng)的論述，論文章節(jié)的具體安排如下： 第一章 是緒論部分。 第四章 是軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)控功能。 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本章主要 說明 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 的原理結(jié)構(gòu)，控制要求 和 技術(shù)要求，系統(tǒng)方案的選擇和論證。 側(cè)向載荷：如果飛機(jī)帶側(cè)滑接地 (如側(cè)風(fēng)較大的時(shí)候 )，機(jī)輪將受到側(cè)向載荷。加壓指令下達(dá)后，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)把施加在被測(cè)輪上的載荷值按標(biāo)度轉(zhuǎn)化后分別送給徑 (側(cè) )向比例溢流閥，從而控制比例溢流閥的開度，同時(shí)比例溢流閥的開度還能控制徑側(cè)向加壓機(jī)構(gòu)伸出與回程 的速率。同時(shí)在試驗(yàn)結(jié)果中給出末段最大加載壓力值，以判