【正文】 保護(hù)值，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止加載過(guò)程，徑側(cè)向同時(shí)回程，并向操作員發(fā)出警報(bào)。信息采集部分采用傳感器和配套使用的應(yīng)變放大器，配置如表21所示： 表21 信息采集部分硬件選型載荷傳感器 BHR4100t，50t，30t，20t4上海華東電子儀表廠載荷傳感器配套放大器 GF32上海華東電子儀表廠載荷數(shù)字顯示器GGD38型2上海華東電子儀表廠位移傳感器FTA10（）2阜新電測(cè)技術(shù)研究所位移數(shù)字顯示器FT54712阜新電測(cè)技術(shù)研究所 軟件總體方案設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)中，試驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)加壓和自動(dòng)加壓，如果是手動(dòng)加壓模式下，從加壓開(kāi)始就由操作者控制，由設(shè)計(jì)中的電位調(diào)節(jié)器來(lái)整定輸入壓力的大小及位移的大小，反饋值都是由數(shù)顯儀表來(lái)體現(xiàn)實(shí)時(shí)的壓力和位置值，然后人工控制加壓過(guò)程直到加壓結(jié)束回程，回程到位后停止，則整個(gè)手動(dòng)試驗(yàn)完成。特點(diǎn)如下：1) 循環(huán)周期短，處理速度高；2) 指令集功能強(qiáng)大，可用于復(fù)雜功能；3) 設(shè)計(jì)緊湊，可用于空間有限的場(chǎng)合；4) 模塊化結(jié)構(gòu)，適合密集安裝；5) 不同檔次的 CPU 和各種各樣的功能模塊和I/O模塊可供選擇。，并有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。、側(cè)載油缸回程:ZDT、3DT分別得電，可使徑、側(cè)載油缸快速回程，回程速度可調(diào)。 ，可靠性高，可以提高控制性能。但DCS和PLC在通信網(wǎng)絡(luò)上的組網(wǎng)不同，導(dǎo)致二者的價(jià)格有較高差異。盡管現(xiàn)代PLC也用高級(jí)語(yǔ)言編制復(fù)雜的程序，但梯形圖仍被廣泛地使用。所有站點(diǎn)通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互相連接并互相交換信息，協(xié)調(diào)各方面的工作，共同完成DCS的整體功能。根據(jù)壓力反饋值與壓力設(shè)定值的大小實(shí)時(shí)控制比例溢 流閥的開(kāi)度大小。第2章 是飛機(jī)機(jī)輪徑側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，確定了系統(tǒng)總體的控制方案，并進(jìn)行硬件系統(tǒng)的選型。相應(yīng)地，這也給產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。2003年2月，日本普利斯通公司在東京的技術(shù)中心安裝了一臺(tái)世界上最大的汽車(chē)輪胎試驗(yàn)機(jī)—MTS模擬路面動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，該試驗(yàn)機(jī)在速度、垂直輸入、側(cè)向力和扭矩等方面的測(cè)試指標(biāo)均勝過(guò)其他汽車(chē)輪胎試驗(yàn)機(jī)，并可評(píng)價(jià)輪胎在拐彎、剎車(chē)時(shí)的特性以及高速和大負(fù)載下的加速度[4]。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。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。 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(méi)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。為了提高電液控制系統(tǒng)的精確性和適用性，幾十年來(lái)，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。并介紹了人機(jī)界面的各模塊功能。 位移測(cè)量在加壓過(guò)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。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)。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。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。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(lái)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。 控制系統(tǒng)硬件選型系統(tǒng)設(shè)計(jì)可分為為五大部分：：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、畫(huà)面監(jiān)控、參數(shù)輸入、系統(tǒng)協(xié)調(diào)。根據(jù)需要留有1/0模板的接口。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(kāi)路保護(hù)，可連接單相交流系統(tǒng) (輸入電壓120/230 VAC，50/60 Hz)，具有可靠的隔離特性，符合 EN 60 950。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(kāi)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。徑側(cè)向加壓子程序分別對(duì)應(yīng)各自的模塊，只是在調(diào)用時(shí)引用，這也方面實(shí)現(xiàn)單獨(dú)加壓時(shí)只需單獨(dú)讀取徑向加壓子程序。系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸出如下： 液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)是通過(guò)各種電磁閥和繼電器驅(qū)動(dòng)，兩油泵電機(jī)由1KA，2KA控制；3KA，4KA控制電磁溢流閥通道的開(kāi)通與閉合；5KA為故障保護(hù)與報(bào)警控制；1HL15HL為系統(tǒng)狀態(tài)指示燈。當(dāng)QC1旋轉(zhuǎn)至右側(cè)時(shí)1和2，3和4，1和10，11和12連接其他觸點(diǎn)斷開(kāi)，試驗(yàn)臺(tái)處于自動(dòng)控制模式下。其電路原理圖如圖36所示。如：現(xiàn)場(chǎng)圖、設(shè)備和標(biāo)簽、動(dòng)畫(huà)連接、趨勢(shì)圖、報(bào)警和事件、歷史記錄、系統(tǒng)安全等。在外部數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便的對(duì)每條記錄進(jìn)行修改操作，也可以根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每條記錄進(jìn)行刪除或增加新的記錄。但只有一個(gè)主循環(huán)的組織塊，其余組織塊為功能性組織塊，一般用來(lái)處理PLC錯(cuò)誤或者實(shí)現(xiàn)特殊功能（比如利用OB35的定時(shí)執(zhí)行特性實(shí)現(xiàn)定時(shí)）。中位值濾波法可以將偶然的脈沖干擾信號(hào)濾除。在上位機(jī)的監(jiān)控程序中，建立了一個(gè)西門(mén)子S7300PLC的硬件。通常從0開(kāi)始編址。2. 測(cè)試電氣線路是否連接正確。4)以上幾步測(cè)試正確后。過(guò)5s后觀察相應(yīng)輸出口指示燈是否亮，亮則PLC程序邏輯正確。計(jì)算如下：通訊容量=開(kāi)關(guān)量標(biāo)簽數(shù)量2（可讀，可寫(xiě)）1（開(kāi)關(guān)量為1位）10（1S內(nèi)10次通訊）+模擬量標(biāo)簽數(shù)量32（模擬量為32位）2（1S內(nèi)2次通訊）根據(jù)以上公式，系統(tǒng)的地址通訊量為：362110+8322=584（bps），因此系統(tǒng)通訊滿足要求?？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。在程序中通過(guò)調(diào)用PLC的PID控制模塊FB41實(shí)現(xiàn)PID的連續(xù)控制。其程序如下。通過(guò)以上模塊化的設(shè)計(jì)，使應(yīng)用軟件的編程顯得條理清晰、功能齊全，且相互調(diào)用方面，有利于后續(xù)開(kāi)發(fā)人員的修改與維護(hù)。圖42 徑側(cè)向試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)主界面控制操作模塊主要完成對(duì)全系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，如對(duì)電機(jī)的啟停、加壓全自動(dòng)控制等。ControX2000是一種國(guó)內(nèi)主流的工控組態(tài)軟件，是運(yùn)行于Windows2000、WindowsNT、WindowsXP操作系統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)支撐軟件。圖35 電機(jī)缺相保護(hù)電路圖數(shù)字量輸出模塊是直接驅(qū)動(dòng)24V的直流繼電器。在自動(dòng)控制時(shí)采用PLC的模擬量輸出信號(hào)給定。數(shù)字量輸出模塊采用SM322。壓力開(kāi)始加載時(shí)，只有初始?jí)毫Τ^(guò)設(shè)定的常數(shù)值，試驗(yàn)才回繼續(xù)下一步驟，否則停留30秒后發(fā)出警報(bào)。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(mén)子專(zhuān)用的通訊卡CP5611進(jìn)行通訊。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。，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。: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。 ，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。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。大多數(shù)PLC使用梯形圖LAD、連續(xù)功能圖CFS和語(yǔ)句表。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。反饋壓力值通過(guò)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(huà)面上[11]，同時(shí)也顯示在與其連接的各壓力顯示儀表上。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。同時(shí)，國(guó)內(nèi)電液控制技術(shù)方面[9]也已經(jīng)開(kāi)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(kāi)辟了廣闊的天地。集4種測(cè)試于一機(jī)，可大大節(jié)省接地面積和投資[3]。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。再設(shè)計(jì)新型航空機(jī)輪時(shí)，為了驗(yàn)證機(jī)輪的靜態(tài)力學(xué)性能測(cè)試需要對(duì)機(jī)輪進(jìn)行徑—側(cè)向聯(lián)合載荷測(cè)試，傳統(tǒng)的模擬測(cè)量方式，不便于控制和觀察，因此需要研發(fā)一套高性能的全數(shù)字化的徑—側(cè)向自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)裝置。與各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)在航空機(jī)輪的試驗(yàn)和檢驗(yàn)方面基本上是空白,差距很大。輪胎試驗(yàn)機(jī)液壓伺服控制系統(tǒng)是輪胎試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵部分。闡述了典型的PLC程序設(shè)計(jì)過(guò)程。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)原理和系統(tǒng)要求，可將測(cè)試臺(tái)分為兩個(gè)大部分：為實(shí)驗(yàn)提供測(cè)試所需的徑向、側(cè)向載荷。PLC是20世紀(jì)60年代末在繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。1) 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)這是一個(gè)基本的，也是最重要的要求之一。這樣一種處理方案，在價(jià)格上將大大低于DCS系統(tǒng)。 :對(duì)采集到的輪胎壓力和位移量進(jìn)行分析和處理，并按給定的控制程序決定需要采取的控制行為。： 實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)動(dòng)作程序的控制，載荷給定的控制。“看門(mén)狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無(wú)需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位。選擇 5A 的電源是因?yàn)樵撾娫闯讼?PLC 的 CPU 模塊供電以外，還要為外部的 10 個(gè)用于開(kāi)關(guān)控制的繼電器供電。在聯(lián)合加壓的過(guò)程中，徑載試驗(yàn)完成了后會(huì)一直保持最終壓力，直到側(cè)載試驗(yàn)也完成，這時(shí)徑側(cè)向油缸同時(shí)回程，聯(lián)合加載試驗(yàn)結(jié)束，程序回到主程序中，等到回程到位后停止，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程結(jié)束。設(shè)計(jì)中分別建立徑向與側(cè)向程序模塊和位移測(cè)量程序模塊，共同受主程序模塊調(diào)動(dòng)，各中間數(shù)據(jù)由主程序模塊負(fù)責(zé)和子模塊之間傳送，中間結(jié)果也由主程序模塊集中向上位機(jī)傳送，以實(shí)現(xiàn)在線的監(jiān)控。系統(tǒng)的模擬量輸入如下：徑向載荷值；側(cè)向載荷值；輪軸位移值；輪緣位移值；徑向油缸壓力值；側(cè)向油缸壓力值。當(dāng)QC1旋轉(zhuǎn)在中間時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)無(wú)法控制載荷壓下。圖36 數(shù)字量輸出模塊輸出口保護(hù)電路 電磁兼容性電磁兼容性（EMC） 是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾能力。甚至還包括了總貌圖、系統(tǒng)圖、菜單系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析表、配方管理、ODBC接口、軟邏輯接口、Web Server等部分。這些設(shè)置都大大方便了操作者對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用。各個(gè)塊的定義及特點(diǎn)見(jiàn)表4－1。這里取m=3。這也就是建立了與PLC的通訊連接。,ChID,BitID,ThirdSegID,FourSegid,FiveSegID的含義可以自由定義。3. 測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)軟件是否正確，并修改錯(cuò)誤。點(diǎn)擊“徑載壓下”，觀察相應(yīng)輸出口是否亮，亮則正確。亮則監(jiān)控系統(tǒng)和PLC程序正確。這樣可以計(jì)算出所需要的最大通訊量。反饋通道即是由傳感器、放大器和模擬量輸入模塊組成。程序中將模擬量輸入寄存器數(shù)據(jù)讀取將信號(hào)采集到內(nèi)存中。試驗(yàn)數(shù)據(jù)被保存到外部數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)調(diào)用打印模塊從而現(xiàn)實(shí)各歷史數(shù)據(jù)的打印或條件查詢(xún)結(jié)果的打印，其中提供功能強(qiáng)大的多條件查詢(xún)，以方便用戶需求。其中主操作界面如圖42所示。從本文設(shè)計(jì)出發(fā)，上位機(jī)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)最終選用了開(kāi)物2000(Controx 2000)組態(tài)軟件。電路如圖35所示。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。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(guò)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。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(guò)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。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]?；谝陨戏治?，選擇西門(mén)子公司的 PLC S7300產(chǎn)品[17][18]。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。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(guò)濾器；09回油過(guò)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(kāi)關(guān)；20側(cè)載油缸；21載荷保持器；22球閥；23橡膠接