【正文】 打印模塊可以實現報表和曲線圖型打印以及各種事件和報警記錄的實時打印。 報表模塊提供自動生成本次試驗結果報表，同時對歷史數據也可以按報表模式生成，并詳細記錄每次試驗的名稱，試驗時間和試驗人員等等，同時記錄著所查詢的當次載荷試驗的壓力曲線圖。 數據處理模塊利用實時數據和歷史數據，計算主要 性能指標，試驗成敗結果和一些數據結果處理值用于報表生成模塊之用。另對 PLC 程序參數設定值也有此模塊來完成，包括下位機運行初始值的設定、加載停留時間設定、回程保持時間、過壓保護設定值、加壓啟動判斷值等。當系統(tǒng)異常時，根據各點信息判斷故障來源，并通過界面報警提醒現場操縱者排除故障； ，存入數據庫，形成實時報警事件顯示和歷史報警事件顯示。同時開物 2020 系統(tǒng)的節(jié)點通過多種硬件連接方式還可以與包括標準串口(用于提供 RS232 或 RS485/422 連接方式的硬件設備 )、調制解調器 Modem、以太網口（用于提供 TCP/IP 通訊方式的硬件設備）在內的多種標準通信接口的通信。重要的是 ControX2020 還提供了基于 Pascal 的腳本函數。飛機 機輪 徑 側向自動化試驗裝置 第四章 系統(tǒng)軟件設計 26 降低設計成本的同時，提高了執(zhí)行的可靠性和靈活性，所提供的功能均滿足本文系統(tǒng)的設計要求。 基于本文設計的智能控制系統(tǒng)，組態(tài)軟件應實現如下功能和要求： ； [20]； ； ； [21]； ，用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現場 (包括硬件設備或系統(tǒng)結構 )或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改即可方便地完成軟件的更新和升級； ，通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，用戶不需掌握太多的編程語言技術 [22]，就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能； (8) 通用性，根據工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I／ O Driver、開放式的數據庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數據處理、歷史數據和曲線并存、具有多媒體功能和網絡功能的工程。 ，確?？刂葡到y(tǒng)大面積和低阻抗與大地接觸； ，將電源線、信號電纜、數據電纜分類別放在不同的電纜槽中，避免相互干擾； ，以盡可能接近接地表面附近； ，并將屏蔽線兩端連接在機柜外殼的屏蔽地上，以衰減磁、電以及電磁干擾對電纜的影響； /保護接地母線和機柜外殼之間為低阻抗連接。 H LK A續(xù) 流 二 極 管 圖 36 數字量輸出模塊輸出口保護電路 電磁兼容性 電磁兼容性（ EMC） 是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾能力。繼電器線圈是電 感性負載，在關斷過程中會產生很高的 di/dt，即產生瞬時高壓，容易將 PLC 數字量 輸出口擊穿而損壞，為此在繼電器旁路上并聯(lián)一個續(xù)流二極管，構成關斷電流回路，保護 SM322圖 35 電機缺相保護電路圖 飛機機輪徑 側向自動化試驗 第三章 徑側向試驗臺計算機控制系統(tǒng)硬件設計 24 的輸出口。再通過光電隔離器將該信號輸入到 數據采集卡的開關量輸入 中。 對于電機還設計了缺相保護，其作用是當三相交流電動機缺相運行時，或者三相電源嚴重不對稱時，發(fā)出動作信號，通過 數據采集卡 跳閘，切斷電源，以保護電機。當 QC1 旋轉在中間時，試驗臺無法控制載荷壓下。 3KA、 4KA 為通道開關，為保證徑側向電機空載啟動，所以只有在電機啟動 5s 后這兩個開關才閉合，從而確保系統(tǒng)的安全。24V，但它不是控制信號，而是作為兩個放大器 ERITE 的工作電源。 如圖 34 所示，電源 VC1 為給定電壓源，其電壓精度要求高且要穩(wěn)定，其電壓輸出為 10V。 系統(tǒng)的模擬量輸入如下：徑向載荷值；側向載荷值；輪軸位移值；輪緣位移值；徑向油缸壓力值；側向油缸壓力值。模擬量輸入輸出模塊分別選取是SM331， 6 路輸入和 SM332。 1KA， 2KA， 5KA 為可編程輸出繼電器，受 PLC輸出模塊的控制。交流接觸器 KM1， KM2 線圈通電后，其常開觸點閉合，徑向電機和側向電機分別運行。 設計中分別建立徑向與側向程序模塊和位移測量程序模塊，共同受主程序模塊調動，各中間數據由主程序模塊負責和 子模塊之間傳送，中間結果也由主程序模塊集中向上位機傳送，以實現在線的監(jiān)控。如果壓力值突然加載過快，超過設定的保護值，則系統(tǒng)會自動停止加載過程，徑側向同時回程，并向操作員發(fā)出警報。為了達到這個目標，使用徑側向循環(huán)加壓的辦法，本級加壓完成后，開始讀取輪轂變形位移值，顯示并記錄。 位移測試子程序如圖 28 所示。在聯(lián)合加壓的過程中，徑載試驗完成了后會一直保持最終壓力，直到側載試驗也完成，這時徑 側向油缸同時回程，聯(lián)合加載試驗結束，程序回到主程序中，等到回程到位后停止，整個試驗過程結束。 信息采集部分采用傳感器和配套使用的應變放大器，配置如表 21所示： 表 21 信息采集 部分 硬件選型 載荷傳感器 BHR4 100t， 50t， 30t， 20t 4 上海華東電 子儀表廠 載荷傳感器配套放大器 GF3 2 上海華東電子儀表廠 載荷數字顯示器 GGD38 型 2 上海華東電 子儀表廠 位移傳感器 FTA10（ ） 2 阜新電測技 術研究所 位移數字顯示器 FT5471 2 阜新電測技 術研究所 軟件總體方案設計 軟件設計中，試驗臺實現手動加壓和自動加壓，如果是手動加壓模式下，從加壓開始就由操作者控制，由設計中的電位調節(jié)器來整定輸入壓力的大小及位移的大小，反饋值都是由數顯儀表來體現實時的壓力和位置值，然后人工控制加壓過程 直到加壓結束回程，回程到位后停止，則整個手動試驗完成。因此數字量輸出模塊我們選取了有 16個數字量輸出端口的 SM322模塊 .模擬量輸入 6個點，模擬量輸出 2個點。 接下來是接口模塊的選擇。選擇 5A 的電源是因為該電源除了向 PLC 的 CPU 模塊供電以外，還要為外部的 10 個用于開關控制的繼電器供電。 特點如下： 1) 循環(huán)周期短，處理速度高； 2) 指令集功能強大，可用于復雜功能； 3) 設計緊湊，可用于空間有限的場合； 4) 模塊化結構，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。 按照本項目的要求對各廠家的 PLC 的相關性能進行了考核： 支持高級語言編程； 由于 PLC 本身的內置的控制算法只有 PLC 模塊，控制時只能調用其內部的算法，而我們在控制時會涉及到一些復雜算法，如本文設計的模糊自適應控制等，所以需要 PLC 支持高級語言編程，如 C 語言。相比而言， AWS8248VTPT 具有更強的擴展性能，更大的 LCD，及更具有競爭力的價格。 “看門狗”定時器，在因故障死機時，無需人的干預而自動復位 。 ，并有過壓、過流保護 。 型工控機采用符合“ ELA 準的全鋼化工業(yè)機箱，增 強了抗電磁干擾能力，鋁質面板符合 NEMA4/IP65 標準 。 工業(yè)控制計算機全稱工業(yè)個人計算機 (Industrial Personal Computer，以下簡稱工控機 )，簡稱工控機，是一種加固的增強型個人計算機，它可以作為一個工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運行。 ： 實現液壓系統(tǒng)動作程序的控制，載荷給定的控制。 、側載油缸回程 :ZDT、 3DT 分別得電，可使徑、側載油缸快 速回程，回程速度可 調 。本試驗臺液壓系統(tǒng)按手動和自動控制兩種操作方式來設計 的，故在管路中增加了一些旁路。 第二個部分是液壓系統(tǒng)。 :對采集到的輪胎壓力和位移量進行分析和處理，并按給 飛機機輪徑 側向壓力自動檢測系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設計 11 定的控制程序決定需要采取的控制行為。 ，可靠性高，可以提高控制性能。 綜合以上的分析，最終選擇了 PLC 和工業(yè)控制計算機相結合的控制系統(tǒng)方案。而 DCS 系統(tǒng)在網絡一級實現三電一體化，它對網絡通信速度的要求比較高，需要通過網絡交換的數據量 比較大，這使得 DCS 系統(tǒng)的通信網絡比較復雜。這樣一種處理方案，在價格上將大大低于 DCS 系統(tǒng)。但 DCS 和 PLC 在通信網絡上的組網不同，導致二者的價格有較高差異。 工業(yè)控制機 IPC 配以 PC 總線的 I/0 板卡組成的控制系統(tǒng)，其優(yōu)點是價格較低，系統(tǒng)軟硬件資源豐富，開發(fā)周期短；但是經實踐證明， IPC 工業(yè)控制機長期運行的可靠性難以得到保證，幾年之后， IPC 的故障率比較高。 3) 性價比高 下面對各系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行分析，并根據項目的實際要求選出最適合該項目的系統(tǒng)。 1) 高可靠性、抗干擾能力強 這是一個基本的，也是最重要的要求之一。盡管現代 PLC 也用高級語言編制復雜的程序，但梯形圖仍被廣泛地使用。所有這些使得 PLC 能置于有很強的電噪聲與電磁干擾、機械振動和濕度很大的地方。 PLC 的平均無故障時間可達幾十萬小時。 PLC 是 20 世紀 60 年代末在繼電器控制系統(tǒng)的基礎上開發(fā)出來的。所有站點通過系統(tǒng)網絡互相連接并互相交換信息，協(xié)調各方面的工作，共同完成 DCS 的整體功能。 分布式控制系統(tǒng) (Distributed Control System，簡稱 DCS)又稱集散系統(tǒng)，在國內又稱之為集散控制系統(tǒng)。 這種控制系統(tǒng)廣泛應用于單件機構的控制中，如家用電器、電機伺服、變頻調速等機電產品中 ， 在工業(yè) 控制領域一般適用于小規(guī)模的工業(yè)控制系統(tǒng)，或者擔當大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。 根據試驗臺原理和系統(tǒng)要求，可將測試臺分為兩個大部分： 為實驗提供測試所需的徑向、側向載荷。根據壓力反饋值與壓力設定值的大小實時控制比例溢 流閥的開度大小。 實驗原理如圖 所示： 整個試驗臺液壓傳動系統(tǒng)由徑向、側向兩個系統(tǒng)構成。 徑向載荷：飛機處于靜止狀態(tài)，軸承主要承受靜止載荷。闡述了典型的 PLC 程序設計過程。 第二章 是 飛機機輪徑 側向自動化試驗裝置 的系統(tǒng)結構和工作原理 ， 確定了系統(tǒng) 總體 的控制方案 ，并進行 硬件系統(tǒng)的選型。也可應用于多點多通道協(xié)調加載系統(tǒng)中，通過人機對話方式完成系統(tǒng)設置和測試工作。出廠時設定好的參數一旦改變就不易恢復。 輪胎試驗機液壓伺服控制系統(tǒng)是輪胎試驗機的關鍵部分。相應地，這也給產品的開發(fā)和使用帶來了新的挑戰(zhàn)。 2020 年北京航空制造工程研究所自主開發(fā)了全自動充氣式輪胎動平衡試驗機，并采用了西門子 Simatic WinAC、數據庫等先進技術。 近年來，我國在輪胎試驗機的設計和研究方面也有了一定的進展，出現了多家自行研制和開發(fā)輪胎試驗機的單位和企業(yè)，開發(fā)出多種類型的輪胎試驗機。與各工業(yè)發(fā)達國家相比 ,我國在航空機輪的試驗和檢驗方面基本上是空白 ,差距很大。 2020 年 2 月，日本普利斯通公司在東京的技術中心安裝了一臺世界上最大的汽車輪胎試驗機 —MTS 模擬路面動態(tài)系統(tǒng)，該試驗機在速度、垂直輸入、側向力和扭飛機機輪徑 側向 自動化試驗裝置 第一章 緒論 2 矩等方面的測試指標均勝過其他汽車輪胎試驗機，并可評價輪胎在拐彎、剎車時的特性以及高速和大負載下的加速度 [4]。 1999 年，德國 Beissbarth 公司開發(fā)了一種稱作 MTT2100 微型輪胎試驗機的新型輪胎試驗裝置，該試驗機通過軟件對所得信息進行對比和解釋，以圖像顯示結果，可以在線分析輪胎性能 [2]。隨著控制技術的飛速發(fā)展，試驗臺的 各性能指標也得到了很大的提高。再設計新型航空機輪時，為了驗證機輪的靜態(tài)力學性能測試需要對機輪進行徑 — 側向聯(lián)合載荷測試，傳統(tǒng)的模擬測量方式，不便于控制和觀察，因此需要研發(fā)一套高性能的全數字化的徑 — 側向自動化實驗裝置。 在實際應用中， 系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到了很好的驗證，采用 PID控制算法通過現場調試取得了較好的控制效果。因此研制一臺高性能的全數字化的徑側向機輪試驗臺，并采用先進的控制算法具有十分重大的意義。飛機機輪徑側向壓力自動檢測系統(tǒng) I 飛機機輪徑側向壓力自動檢測系統(tǒng) 摘要 隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展，為了提高飛機的運行穩(wěn)定性和安全性，需要對各種飛機機輪進行靜態(tài)力學性能測試。 該試驗裝置由液壓系統(tǒng)、電氣控制 兩部分組成，本文的任務是完成試驗臺電氣控制部分的研制與調試。 關鍵詞 機輪徑側向，工控機， 可編程邏輯控制器 ， 組態(tài)軟件， PID 控制 II ABSTRACT With the development of the space technique, we need to test a variety of airplane tyres for static mechanics performance for enh