【正文】 5)點(diǎn)擊“徑載停止”，觀察相應(yīng)輸出口指示燈滅。若通訊不正確，檢查通訊電纜是否接正確、通訊電纜是否正確:8. 手動(dòng)控制狀態(tài)調(diào)試:1)通訊測(cè)試正確后，將監(jiān)控系統(tǒng)中“控制方式”按鈕置于“手動(dòng)加壓”，加載模式選擇“聯(lián)合加壓氣2)點(diǎn)擊“Ml啟動(dòng)”按鈕，觀察M322模塊的相應(yīng)輸出口指示燈是否亮。4. 測(cè)試上位機(jī)的自動(dòng)載荷給定程序是否正確，并修改錯(cuò)誤。模擬量標(biāo)簽在系統(tǒng)中設(shè)置的刷新周期為500ms，均為只讀?？梢允鞘M(jìn)制或者八進(jìn)制或者十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。標(biāo)簽地址中省略ID時(shí)，開物2000系統(tǒng)默認(rèn)為是所連接的最小模塊地址。在工控機(jī)上安裝CP5611卡的驅(qū)動(dòng)程序，并設(shè)置如下：將驅(qū)動(dòng)程序CP5611(Plugamp。給定通過上位機(jī)設(shè)定。中位值濾波程序?qū)崿F(xiàn)如下：平均值濾波原理：算術(shù)平均值濾波法是要按輸入的N個(gè)采樣數(shù)據(jù)xi（i=1N）尋找這樣一個(gè)y，使y與各采樣值之間偏差的平方和最小，使 公式（）由一元函數(shù)求極限原理可得 公式（） 這時(shí)。1＃電機(jī)控制程序：自動(dòng)手動(dòng)切換程序：徑載油缸壓下控制程序：系統(tǒng)故障保護(hù)程序： 誤差處理及軟件濾波數(shù)據(jù)采集是通過傳感器將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（微弱信號(hào)），再通過放大器將信號(hào)放大，PLC的模擬量輸入模塊將放大器信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換采集。表4－1 模塊比較塊功能的簡(jiǎn)要描述還可參考組織塊（OB）OB決定用戶程序的機(jī)構(gòu)組織塊和程序結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能能塊（SFB）系統(tǒng)功能（FB）SFB和SFC集成在S7 CPU中可以讓你訪問一些重要的系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能塊（SFB）和系統(tǒng)功能（SFC）功能塊(FB)FB是自帶有“存儲(chǔ)區(qū)域”的塊功能塊（FB）功能（FC）FC中包含經(jīng)常使用的功能的例行程序功能（FC）背景數(shù)據(jù)塊（背景DB）當(dāng)一個(gè)FB/SFB被調(diào)用時(shí)，背景DB與該塊相關(guān)聯(lián)，它們?cè)诜g過程中自動(dòng)完成背景數(shù)據(jù)塊（背景DB）數(shù)據(jù)塊（DB）DB是用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，除了指定給一個(gè)功能塊的數(shù)據(jù)，還可以定義可以被任何塊使用的共享數(shù)據(jù)塊共享數(shù)據(jù)塊（DB） PLC輸入輸出地址分配 PLC系統(tǒng)輸入輸出地址分配如表4－2所示。打印模塊可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和曲線圖型打印以及各種事件和報(bào)警記錄的實(shí)時(shí)打印。數(shù)據(jù)處理模塊利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算主要性能指標(biāo)，試驗(yàn)成敗結(jié)果和一些數(shù)據(jù)結(jié)果處理值用于報(bào)表生成模塊之用。當(dāng)系統(tǒng)異常時(shí)，根據(jù)各點(diǎn)信息判斷故障來源，并通過界面報(bào)警提醒現(xiàn)場(chǎng)操縱者排除故障；，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，形成實(shí)時(shí)報(bào)警事件顯示和歷史報(bào)警事件顯示。重要的是ControX2000還提供了基于Pascal的腳本函數(shù)。Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程。因此，EMC 包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指系統(tǒng)對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。COM端口為公共端，Input端口接數(shù)據(jù)采集卡的輸入口。 保護(hù)電路與電磁兼容性 保護(hù)電路設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)中主要做了如下電路保護(hù)設(shè)計(jì)： 在圖34電機(jī)控制主電路圖中，開關(guān)QF1，QF2，QF3，QF4是自動(dòng)空氣開關(guān)，空氣開關(guān)本身具備了短路電流跳閘和欠壓跳閘[21]功能，可以實(shí)現(xiàn)短路電流和欠壓保護(hù)。QC1是轉(zhuǎn)換開關(guān)，切換手動(dòng)控制與自動(dòng)控制模式。系統(tǒng)的模擬量輸出兩路信號(hào)：徑向載荷輸出；側(cè)向載荷輸出。KA為故障報(bào)警燈，當(dāng)電機(jī)控制出現(xiàn)故障時(shí)在上位機(jī)監(jiān)控畫面顯示。第三章 徑側(cè)向試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章主要介紹徑側(cè)向聯(lián)合加壓試驗(yàn)臺(tái)電氣部分的硬件電路，包括主電路，PLC接線電路和各種保護(hù)電路等 電機(jī)控制主電路電機(jī)控制主電路主要負(fù)責(zé)對(duì)徑(側(cè))電機(jī)的啟停狀態(tài)的控制及電機(jī)故障的實(shí)時(shí)報(bào)警功能，這些主要由PLC的數(shù)字模塊的開d關(guān)量來完成。然后再進(jìn)入下一級(jí)壓力施加循環(huán)，當(dāng)10級(jí)壓力都完成后，系統(tǒng)自動(dòng)減壓，加壓機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成回程，完成試驗(yàn)。聯(lián)合加載程序框圖如26所示。模擬量輸入選擇的是SM331模塊，模擬量輸出選擇的是SM332模塊。 CPU 模塊選擇的是 CPU314，因?yàn)?CPU314 比 CPU312具有更快的操作速度，CPU314 的位操作速度是 100ns，這比CPU312 的速度要快一倍，這對(duì)于本試驗(yàn)臺(tái)的壓力實(shí)時(shí)控制是十分有利的。；，總線的速度和實(shí)時(shí)性高。，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行。： 上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖25所示。 實(shí)時(shí)控制輸出:根據(jù)上位機(jī)發(fā)出的控制命令，適時(shí)地對(duì)液壓系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)控制試驗(yàn)的進(jìn)程。 對(duì)于徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。同時(shí)PLC在網(wǎng)絡(luò)上的簡(jiǎn)化處理并沒使其可靠性低于DCS。IPC作上位管理機(jī)是可以的，但在工作環(huán)境惡劣、可靠性要求高的場(chǎng)合，IPC達(dá)不到要求。設(shè)計(jì)后的控制系統(tǒng)要求在十年之內(nèi)沒有大的故障。2) 編程簡(jiǎn)單易學(xué)，使用方便用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語(yǔ)言以及其他高級(jí)語(yǔ)言，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)軟件和軟件知識(shí)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，PLC己不僅能實(shí)現(xiàn)繼電器控制所具有的邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制，同時(shí)還具有了執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，對(duì)模擬量進(jìn)行控制等功能[14]。DCS是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用和發(fā)展而形成的，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)于一體的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[13]。控制該液壓系統(tǒng)的按照動(dòng)作程序動(dòng)作；根據(jù)控制要求控制液壓系統(tǒng)載荷輸出大小。徑(側(cè))向工作臺(tái)置于滾軸上，摩擦力忽略不計(jì)，徑(側(cè))向電機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)徑(側(cè))向油泵工作，其油缸的伸縮由換向閥控制。第五章是是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，介紹了實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)的，不斷完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能。同模擬控制器相比，它集成系統(tǒng)控制功能于一體，使得閥控系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和靈活性和使用維護(hù)的方便性，使得它具有較廣闊的應(yīng)用前景。目前大多使用模擬控制，即由運(yùn)算放大器和功率電子元件為主組成控制放大電路。2007年山東玲瓏橡膠有限公司自主研發(fā)了UP2092型輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)，可以測(cè)試輪胎的縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)、斜角和包覆剛性、壓穿強(qiáng)度、脫圈阻力和踏面印痕等,通過采用輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行剛性和踏面印痕試驗(yàn),可以定量分析輪胎的操控性能和舒適性能,減少輪胎室外性能試驗(yàn)次數(shù)和改進(jìn)輪胎使用性能[7]。七十年代后期，國(guó)內(nèi)某航空公司從英國(guó)鄧祿普公司引進(jìn)了一套航空機(jī)輪試驗(yàn)設(shè)備，總投資500萬英鎊，是我國(guó)當(dāng)時(shí)唯一一臺(tái)通過國(guó)際認(rèn)證，中國(guó)民航總局批準(zhǔn)的航空試驗(yàn)設(shè)備，每年承接大量的機(jī)輪試驗(yàn)和檢驗(yàn)任務(wù)。2001年，世界的輪胎制造商荷蘭VMI公司展示了其新開發(fā)的通用輪胎試驗(yàn)機(jī)，該儀器可用于乘用車胎和載重車胎，可進(jìn)行負(fù)荷變形試驗(yàn)、脫圈試驗(yàn)、壓穿試驗(yàn)和接地印痕試驗(yàn)四種輪胎性能測(cè)試。這里研制的機(jī)輪徑自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求設(shè)計(jì)為能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和全自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的全自動(dòng)化。因此研制一臺(tái)高性能的全數(shù)字化的徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)，并采用先進(jìn)的控制算法具有十分重大的意義。該試驗(yàn)裝置由液壓系統(tǒng)、電氣控制兩部分組成，本文的任務(wù)是完成試驗(yàn)臺(tái)電氣控制部分的研制與調(diào)試。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。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。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)。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。 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： 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1章 是緒論部分。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。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。 系統(tǒng)控制要求 由于不同于普通輪胎的靜態(tài)力學(xué)性能壓力測(cè)試，其壓力試驗(yàn)臺(tái)的控制要求也比一般壓力試驗(yàn)臺(tái)有更嚴(yán)格控制要求及更復(fù)雜的控制過程，其具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：、500kN，每級(jí)按設(shè)定值10％增量施加；、側(cè)兩個(gè)方向分時(shí)加載，每級(jí)加載時(shí)間為10秒，且增加一級(jí)需停5秒（可任意調(diào)節(jié)）以便測(cè)量輪胎變形程度；，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面中顯示加載過程，并根據(jù)加壓情況給出報(bào)警和預(yù)報(bào)信息；，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載功能，同時(shí)給出整體加壓曲線，給出試驗(yàn)結(jié)果；加載給定曲線如圖22所示：P/T徑向壓力側(cè)向壓力40徑向回程30K：可調(diào)斜率20側(cè)向回程等待時(shí)間5s1010s2030406050510152535457065555st/s0圖22 航空機(jī)輪徑側(cè)向載荷給定曲線圖，試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)，用于生成試驗(yàn)報(bào)表和報(bào)警記錄；，判斷加壓過程值是否超出破壞性試驗(yàn)設(shè)定值，如不滿足達(dá)到設(shè)定值，則試驗(yàn)判斷為失敗；，按側(cè)向每級(jí)加載滿足時(shí)間落后于徑向5秒開始，最終試驗(yàn)完成階段，徑側(cè)向同時(shí)回程； 徑側(cè)向自動(dòng)化臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案工業(yè)控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心來控制生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)。DCS的主要特點(diǎn)可以歸結(jié)為:分散控制，集中管理。而且PLC很好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。而PLC采用面向控制過程、面向問題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。同時(shí)由于該系統(tǒng)中有兩臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行過程中很容易對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生電磁干擾，所以控制系統(tǒng)要具有很強(qiáng)的抗干擾能力。所以，本項(xiàng)目沒有選擇這種控制系統(tǒng)。由于PLC將三電(邏輯控制系統(tǒng)的電氣控制裝置、過程控制系統(tǒng)的電動(dòng)單元組合儀表、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的電氣傳動(dòng)控制裝置)集于一體，所以其本身有很強(qiáng)的自治性，它對(duì)PLC網(wǎng)絡(luò)的通信速度要求比較低。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具備以下優(yōu)點(diǎn)[15][16]: ，硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響。徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)框圖如24所示。1液體液溫計(jì)；2不銹鋼油箱；3電接點(diǎn)溫度計(jì)；4液位控制器；5空氣濾清器；6電動(dòng)機(jī)（）；7定級(jí)變量油泵；8壓力過濾器；09回油過濾器；10比例溢流閥；11電子放大器（最大功率50W，輸入信號(hào)010V）；12常閉二通電磁閥；13液壓接頭；14微型軟管；15耐震壓力表；16電磁換向閥（1DT、2DT、3DT、4DT）；17 單向節(jié)流閥；18壓力傳感器（輸出信號(hào)010V）；19行程開關(guān)；20側(cè)載油缸；21載荷保持器；22球閥；23橡膠接頭；24冷卻器（7DT）；圖25 液壓系統(tǒng)原理圖其工作原理是：，4DT得電，側(cè)載油缸伸出直至被接觸被測(cè)件，壓力升至比例溢流閥調(diào)定壓力。： 用傳感器采集系統(tǒng)，通過放大器放大并且A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，提供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。CPU及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、抗振動(dòng)能力。(底板)，方便系統(tǒng)升級(jí)?；谝陨戏治?，選擇西門子公司的 PLC S7300產(chǎn)品[17][18]。同時(shí) CPU314的主存儲(chǔ)器是64K字節(jié)，配上合適的 MMC后就能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)的編程要求。根據(jù)上下位機(jī)的特點(diǎn)（上位機(jī)是工業(yè)計(jì)算機(jī)，可以方便擴(kuò)展通訊卡；下位機(jī)為PLC，其CPU為CPU314，自帶MPI通訊口），選用MPI通訊方式[19]。圖26聯(lián)合加壓程序框圖徑向加壓子程序框圖如圖27所示，側(cè)向加壓子程序與徑向加壓子程序基本原理一致。圖27 徑向加壓子程序框圖同時(shí)初始加載中，為防止加壓失效和加壓突然過大，在判斷機(jī)輪是否接觸到試驗(yàn)臺(tái)面方面，設(shè)定了一常數(shù)值和一保護(hù)值。電機(jī)控制主電路原理圖如圖31所示：在此電路中，QF3是總電源開關(guān)，只有總電源開關(guān)閉合了，才能對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。KA圖31 電機(jī)控制主電路原理圖 I/O模塊設(shè)計(jì)I/O模塊是所有指令下達(dá)、狀態(tài)反饋、數(shù)據(jù)采集等重要信息的設(shè)計(jì)部分，通過對(duì)各數(shù)字量和模擬量的統(tǒng)計(jì)，最終數(shù)字量輸入模塊采用的是SM321，具有32個(gè)數(shù)字量輸入接口。 比例溢流閥設(shè)計(jì)在這部分的電氣設(shè)計(jì)中，以多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的設(shè)計(jì)完成壓力試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)對(duì)手自動(dòng)載荷加壓切換的要求。在手動(dòng)控制時(shí)采用電位器模擬給定，RPRP2是兩個(gè)模擬給定電位器，位于控制臺(tái)上，可以由操作員手工控制。其中QF4是單相自動(dòng)空氣開關(guān)，用于控制電路的短路保護(hù)，其余為三相自動(dòng)空氣開關(guān)，用于主電路保護(hù)。電路如圖