【正文】 對于每一中間級的數(shù)據(jù)，采取最大采樣值為標(biāo)準(zhǔn)，以方便操作員對每級加壓是否超過限定精度標(biāo)準(zhǔn)做出判斷。 在外部數(shù)據(jù)庫中，可以方便的對每條記錄進(jìn)行修改操作，也可以根據(jù)需要對數(shù)據(jù)庫中的每條記錄進(jìn)行刪除或增加新的記錄。其結(jié)構(gòu)原理框圖如下圖 41 所示 。如：現(xiàn)場圖、設(shè)備和標(biāo)簽、動畫連接、趨勢圖、報警和事件、歷史記錄 、系統(tǒng)安全等。 飛機(jī) 機(jī)輪 徑 側(cè)向自動化試驗裝置 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 徑側(cè)向自動化控制系統(tǒng)中，人機(jī)界面的設(shè)計是十分重要的環(huán)節(jié)， 它不僅關(guān)系到控制系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性，而且關(guān)系到只能控制系統(tǒng)可用性和適用程度 。 KA 是直流繼電器， HL是指示燈。該電路根據(jù)三相交流電不平衡負(fù)載時 [22]中心點偏移，從而產(chǎn)生一個偏移電壓，該偏移電壓通過橋式二極管整流電路將該不平衡電壓信號轉(zhuǎn)換為直流信號。 QC1 是一旋轉(zhuǎn)開關(guān)，當(dāng)其旋到左側(cè)時 5 和 6， 7 和 8， 13 和 14， 15 和 16 連接，試驗臺處于手動控制模式下。其中 ERITE 為驅(qū)動放大器，它將 010V 的電壓信號轉(zhuǎn)換為 0800mA 的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號，驅(qū)動電磁溢流閥 5DT、 6DT。 圖 32 數(shù)字量模塊電氣圖 圖 33 模擬量模塊電氣圖 系統(tǒng) 的開關(guān)量輸入如下： 油 泵電機(jī) M M2 的啟動、停止開關(guān)；油泵電機(jī) MM2 熱繼電器保護(hù)開關(guān)量；油泵電機(jī) M M2 缺相保護(hù)開關(guān)量信號；油位高低開關(guān)量信號；油溫高低開關(guān)量信號；徑載油缸壓下限位；徑載油缸回程限位；側(cè)載油缸壓下限位；側(cè)載油缸回程限位；徑載油缸壓下開關(guān)；徑載油缸回程開關(guān)；徑載油缸停止開關(guān)；側(cè)載油缸伸出開關(guān)；側(cè)載油缸回程開關(guān)；側(cè)載油缸停止開關(guān)；濾阻信號（ 3 個）；系統(tǒng)緊急停車和故障復(fù)位開關(guān)。在三相電動機(jī)運行中，由于三相電源的熔斷器一相熔斷，或者接觸器觸點燒損，或安裝維護(hù)等原因造成一相斷線等原因，易造成三相電動機(jī)缺相運行。在完成每級壓力加壓后，判斷是否完成了 10 級的加 n 壓任務(wù)作為回程標(biāo)準(zhǔn)，并徑向完成后停留 15S 等待側(cè)向加壓完成，然后同時回程，以保證試驗的成功和安全性。試驗開始時系統(tǒng)可以自動運動接觸到被測機(jī)輪，然后將設(shè)定的目標(biāo)徑側(cè)壓力分 10 級逐級加壓，顯然，在徑側(cè)向聯(lián)合加壓時為了保證側(cè)向加壓時不打滑，必須先加徑向壓力，然后再加側(cè)向壓力。獨立加壓只能加徑向壓力，因為輪胎不可能在沒有承受徑向壓力的時候就承受了側(cè)向壓力，所以在程序中不允許有側(cè)向獨立加壓的情況。這樣既滿足了當(dāng)前控制的要求，又為以后系統(tǒng)擴(kuò)展留下了充足的空間。 其中電源模塊選取的是 PS307，輸出電流 5A。 對于下位機(jī)的選擇，主要是選擇可編程邏輯控制器及其配套設(shè)備的選型 。 。工業(yè)個人計算機(jī)就以其性能可靠、軟件豐富、價格低廉而廣受歡迎而且得到了很大的發(fā)展。 、側(cè)載油缸無桿腔的準(zhǔn)確油缸壓力 。這個系統(tǒng)由油泵、送油閥、載荷保持器、四通閥、可控單向閥，液控比例閥等組成 .送油閥本身不只是節(jié)流閥，而且有溢流閥、安全閥、減壓閥的功能 .從而保證系統(tǒng)的安全，HMI 工控機(jī) 閥門開度 位移數(shù)據(jù) 油缸壓力 載荷壓力 開關(guān)控制 限位報警 系統(tǒng)啟停 量測信號 模擬量模塊 數(shù)字量模塊 PLC 打印機(jī) 用戶 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動檢測系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 12 壓力的可調(diào) .載荷保持器的作用是在較長時間內(nèi)保持壓力的穩(wěn)定，以保證電測工作的順利進(jìn)行。 徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺計算機(jī)系統(tǒng)的原理框圖如圖 23所示 ： 控 制 器D / A液 壓 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 飛 機(jī) 輪 胎壓 力 值 反 饋A / D+eTT壓 力壓 力 設(shè)定 值P L C試 驗 過 程 圖 23 徑側(cè)向自動化試驗裝置控制系統(tǒng)原理框圖 在徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺計算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸 出是數(shù)字信號，因此需要 A/D轉(zhuǎn)換器和 D/A轉(zhuǎn)換器。更何況 PLC 本身具有良好的自治性，在關(guān)鍵場合又選用 PLC 冗余結(jié)構(gòu)，這樣即使 PLC 網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，仍可維持系統(tǒng)運行。諸如此類，導(dǎo)致盡管 DCS 系統(tǒng)性能優(yōu)良，但價格也非常昂貴，性能價格比并不高。它的優(yōu)點是價格低，但開發(fā)周期長，尤其是它的可靠性得不到到保證。 4） 可連接為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) PLC 可連接為功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)級連可以將不同類型的可編程控制器與計算機(jī)組成一個控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。例如在輸入輸出 (I/O)接口電路都采用光電隔離，做到電浮空，既方便接地，又提高了抗干擾性能 。這樣保證了當(dāng)某一臺設(shè)備或某一部分出現(xiàn)故障時不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。與通用的計算機(jī)相比主要有以下特點有 : 1) 兼容性好、升級容易； 2) 性能價格比高； 3) 豐富的軟件支持； 4) 通信功能強(qiáng)； t/s K：可調(diào)斜率 徑向壓力 側(cè)向壓力 10s 5s 等待時間 5s 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0 P/T 10 20 30 40 徑向回程 側(cè)向回程 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動檢測系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 8 5) 可靠性高，具有空氣過濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、減震裝置、防電磁干擾和抑制電涌裝置，使工控機(jī)的可靠性比一般計算機(jī)的可靠性提高 3~4 倍。同時在試驗結(jié)果中給出末段最大加載壓力值，以判斷破壞性的成功與否。 側(cè)向載荷：如果飛機(jī)帶側(cè)滑接地 (如側(cè)風(fēng)較大的時候 )，機(jī)輪將受到側(cè)向載荷。 第四章 是軟件系統(tǒng)的設(shè)計，根據(jù)要求，設(shè)計了監(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。計算機(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，避免了活動元器件的機(jī)械磨損。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、液壓動力機(jī)構(gòu) (如非對稱缸 )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等。 2020 年國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員 會發(fā)表了輪胎動平衡試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) [6]。 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，且負(fù)責(zé)各航空公司航空機(jī)輪的生產(chǎn)和檢測，其輪胎試驗機(jī)的自動化水平和測試性能指標(biāo)都處于世界領(lǐng)先地位。從機(jī)械試驗機(jī)到模擬系統(tǒng)到自動控制系統(tǒng)的輪胎試驗機(jī)，不斷提高自動化測試水平，而且測試性能及各方面指標(biāo)都有極大提高。 參考文獻(xiàn) .......................................................... 49 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向 自動化試驗裝置 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景 隨著祖國航空航天事業(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。以驗證機(jī)輪在最大靜載荷和最大限制載荷下的承受能力。 最后進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗室調(diào)試，將系統(tǒng)不斷完善、 本文的重點是介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，對系統(tǒng)的軟件、硬件做了詳細(xì)的 闡述 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 國外輪胎制造業(yè)起步較早，各種輪胎試驗機(jī)的研發(fā)也得到了飛速發(fā)展，對航空機(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)性能測試試驗臺。集 4 種測試于一機(jī)，可大大節(jié)省接地面積和投資 [3]。各研發(fā)單位生產(chǎn)的輪 胎試驗機(jī)也大都面向汽車輪胎測試的方向，對航空機(jī)輪的各性能測試主要依靠國外進(jìn)口設(shè)備，嚴(yán)重影響了國內(nèi)對航空機(jī)輪的研發(fā)進(jìn)度和生產(chǎn)制造水平。 同時，國內(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)了市場競爭力，為液壓工業(yè)的發(fā)展開辟了廣闊的天地。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。主要是介紹試驗臺的研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及研究內(nèi)容 。 系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)說明 飛機(jī)機(jī)輪徑側(cè)向自動化 實驗裝置的原理是 [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）兩個方向分別施加一定的載荷并保持一定時間，觀察飛機(jī)輪胎輪軸和輪緣的變形量（即位移量），通過所得的實驗數(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)這些實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行評估和改進(jìn)機(jī)輪的徑側(cè)向靜態(tài)力學(xué)性能。反饋壓力值通過壓力傳感器反饋給計算機(jī)控制系統(tǒng)，從而計算實時控制的誤差，并顯示在計算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面上 [11]，同時也顯示在與其連接的各壓力顯示儀表上。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。一般情況下，一個 DCS 中只需配備一臺工程師站，而現(xiàn)場 I/O 控制站和操作員站的數(shù)量則需要根據(jù)實際 要求配置。與一般的計算機(jī)有許多優(yōu)點，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 的最突出特點之一。大多數(shù) PLC 使用梯形圖 LAD、連續(xù)功能圖 CFS 和語句表。 2) 響應(yīng)速度快，數(shù)據(jù)處理、存儲能力強(qiáng) 由于整個試驗必須實時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；并且在試驗中要將所有傳感器的數(shù)據(jù)采集下來，在試驗結(jié)束后再將數(shù)據(jù)保存到硬盤上，所以要求系統(tǒng)的處理器和存儲器的數(shù)據(jù) 處理、存儲能力強(qiáng)。 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、存儲能力等方面各有千秋，均能滿足本項目的要求。需要通過網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量相對比較少，這使得 PLC 網(wǎng)絡(luò)變得比較簡單。 ，可以實現(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。 圖 24徑側(cè)向自動化試驗裝置硬件實現(xiàn)框圖 徑側(cè)向自動化試驗裝置控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 試驗臺本體和液壓系統(tǒng)設(shè)計 徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺控制系統(tǒng)的硬件分成三個部分，第一個部分是 實驗臺本體，是試驗臺控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中包括了工作平臺、底座，支柱、叉子、主油缸、側(cè)向油缸等。 :根據(jù)工況要求編制的程序控制，實現(xiàn)徑載油缸和側(cè)載油缸多 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動檢測系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 13 級 ( 10t/5t,20t/10t,30t/5t,50t/25t,100t/50t)壓力反饋信號，自動響應(yīng)，改變溢流閥調(diào)定壓力，滿足工況要求 。 ： 該部分為計算機(jī)控制載荷值輸出，通過放大電路放大驅(qū)動電磁溢流閥控制液壓系統(tǒng)壓力；手動控制的實現(xiàn)，在系統(tǒng)中手動控制實質(zhì)為載荷的手動調(diào)節(jié)，即用電位器實現(xiàn)載荷的控制，在手動控制中系統(tǒng)為開環(huán)控制。 ，正壓對流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵 。 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。 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。在滿足試驗臺控制要求的條件下，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。 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。 在每小段加壓結(jié)束時調(diào)入位移測量子程序，以讀取機(jī)輪試驗過程的變形和位移情況，作為位移測試的數(shù)據(jù)。壓力開始加載時，只有初始壓力超過設(shè)定的常數(shù)值，試驗才回繼續(xù)下一步驟，否則停留 30 秒后發(fā)出警報。 QF1 和 QF2 為自動空氣開關(guān)，分 別控制著徑向電機(jī)和側(cè)向電機(jī)與電源的連接。數(shù)字量輸出模塊采用 SM322。 其電氣圖如圖 34 所示。在自動控制時采用 PLC 的模擬量輸出信號給定。還有在其他的電源進(jìn)線中設(shè)置了熔斷器 FU，進(jìn)一步加強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。 A B CC 1 C 2 C 3ND 1D 2D 3D 4R 2R 1C 4VW VC o mI n p u t 數(shù)字量輸出模塊是直接驅(qū)動 24V 的直流繼電器。 為了確保 機(jī)輪徑側(cè)向自動化試驗裝置 計算機(jī)控制系統(tǒng)的電磁兼容性，本文采取了以下的幾項措施 。作為 HMI/SCADA工具軟件，其采用真正的 Client/Sever 體系結(jié)構(gòu)，支持實時數(shù)據(jù)共享和分布式歷史數(shù)據(jù)庫；接口完全符合 OPC 國際標(biāo)準(zhǔn)，提供方便、高性能的 I/O 驅(qū)動；在軟件提供的平