【正文】 STEP 7 ，下載完畢后PLC開始運(yùn)行程序::7. 觀察指示燈“通訊”的狀態(tài)。6. 測試PLC的模擬量采集是否正確，并修改錯誤。2. 測試電氣線路是否連接正確。計算如下：通訊容量=開關(guān)量標(biāo)簽數(shù)量2（可讀，可寫）1（開關(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。寫既是上位機(jī)給下位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，讀既是上位機(jī)從下位機(jī)讀取數(shù)據(jù)。，變化范圍根據(jù)實際地址確定。通常從0開始編址?？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。一般情況，ID可以是十進(jìn)制或十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。這樣設(shè)置好了上位機(jī)。在上位機(jī)的監(jiān)控程序中，建立了一個西門子S7300PLC的硬件。在程序中通過調(diào)用PLC的PID控制模塊FB41實現(xiàn)PID的連續(xù)控制?？刂圃砣鐖D4－3所示。這里取N＝3，xi來源于中位值濾波數(shù)據(jù)。中位值濾波法可以將偶然的脈沖干擾信號濾除。其程序如下。KA_Open為自動控制與手動控制的切換變量，Mode變量為加載模式切換變量。程序中設(shè)計1DT、2DT互鎖，3DT、4DT互鎖。但只有一個主循環(huán)的組織塊，其余組織塊為功能性組織塊，一般用來處理PLC錯誤或者實現(xiàn)特殊功能（比如利用OB35的定時執(zhí)行特性實現(xiàn)定時）。通過以上模塊化的設(shè)計，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)開發(fā)人員的修改與維護(hù)。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。報警模塊當(dāng)某一模擬量，如壓力、位移等，測量值超過系統(tǒng)給定的范圍或當(dāng)次試驗設(shè)定范圍，或某一開關(guān)量，如電機(jī)啟停標(biāo)志、閥門開閉、通訊網(wǎng)絡(luò)故障等發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警信息。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。圖42 徑側(cè)向試驗臺控制系統(tǒng)主界面控制操作模塊主要完成對全系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行在線實時控制，如對電機(jī)的啟停、加壓全自動控制等。其結(jié)構(gòu)原理框圖如下圖41所示。所以對于各種邏輯控制，數(shù)據(jù)處理能夠較方便的用編程實現(xiàn)。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。ControX2000是一種國內(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。 上位機(jī)軟件設(shè)計 組態(tài)軟件設(shè)計上位機(jī)組態(tài)軟件的設(shè)計也是本系統(tǒng)設(shè)計中十分重要的環(huán)節(jié)，設(shè)計好壞直接關(guān)系到智能控制系統(tǒng)的可實用性和可操作性，并且對系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)滿足的各種不同功能的實現(xiàn)，主要從系統(tǒng)響應(yīng)時間、用戶求助機(jī)制、錯誤信息處理和命令方式四個方面加以考慮，另人機(jī)界面的友好程度也關(guān)系到操作人員對系統(tǒng)的理解程度和掌握熟練度。 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。其電路原理圖如圖36所示。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24V的直流繼電器。再通過電阻分壓、電容濾波、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，在電路中得到一個較穩(wěn)定的直流電壓信號。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。當(dāng)QC1旋轉(zhuǎn)至右側(cè)時1和2，3和4，1和10，11和12連接其他觸點(diǎn)斷開，試驗臺處于自動控制模式下。在自動控制時采用PLC的模擬量輸出信號給定。其中VC2是穩(wěn)壓電源，輸出電壓177。其電氣圖如圖34所示。系統(tǒng)的開關(guān)量輸出如下： 液壓系統(tǒng)的驅(qū)動是通過各種電磁閥和繼電器驅(qū)動，兩油泵電機(jī)由1KA，2KA控制；3KA，4KA控制電磁溢流閥通道的開通與閉合；5KA為故障保護(hù)與報警控制；1HL15HL為系統(tǒng)狀態(tài)指示燈。數(shù)字量輸出模塊采用SM322。若發(fā)現(xiàn)不及時，時間稍長便會燒毀電機(jī)，造成設(shè)備損壞，為了保護(hù)電機(jī)在電機(jī)控制主電路中加入了缺相保護(hù)電路。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。徑側(cè)向加壓子程序分別對應(yīng)各自的模塊，只是在調(diào)用時引用，這也方面實現(xiàn)單獨(dú)加壓時只需單獨(dú)讀取徑向加壓子程序。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。另外，由于徑側(cè)向聯(lián)合加壓會相互影響 ，徑側(cè)向壓力值不是一次加壓就可完成，所以每次加壓都必須分別監(jiān)測徑側(cè)向壓力值，只有徑側(cè)向壓力都滿足本級壓力目標(biāo)時本級加壓才算完成。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)。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個點(diǎn)，其中液壓系統(tǒng)5個，油泵電機(jī)的控制2個。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。電壓 24VDC，可以直接驅(qū)動繼電器，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)在在國內(nèi)的應(yīng)用得比較多，遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個行業(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。根據(jù)需要留有1/0模板的接口。，正壓對流排風(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，所以在本次徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺控制中選用臺灣研華公司生產(chǎn)的AWS8248VTPT型工控機(jī)，該工控機(jī)具有以下特點(diǎn):,分辨率1024*768觀大方，方便操作。： 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。 控制系統(tǒng)硬件選型系統(tǒng)設(shè)計可分為為五大部分：：實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、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，實現(xiàn)徑載油缸和側(cè)載油缸多級( 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。液壓比例閥是用于試驗過程中控制載荷的穩(wěn)定及按比例加載。 用戶 量測信號限位報警系統(tǒng)啟停 數(shù)字量模塊 模擬量模塊PLC 打印機(jī)HMI工控機(jī)開關(guān)控制閥門開度位移數(shù)據(jù)油缸壓力載荷壓力 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。從本質(zhì)上看，徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺計算機(jī)控制系統(tǒng)的主要工作原理分為以下三個步驟口 :對來自傳感器和放大器的輪胎壓力瞬時值進(jìn)行檢測和輸入，并實時顯示。 ，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。所以，PLC在可靠性等方面可以和DCS媲美，但在性價比上要優(yōu)于DCS。需要通過網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量相對比較少，這使得PLC網(wǎng)絡(luò)變得比較簡單。PLC網(wǎng)絡(luò)則不同，一般在網(wǎng)絡(luò)級它不搞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、存儲能力等方面各有千秋，均能滿足本項目的要求。所以不適合本項目。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)。根據(jù)工程實際和客戶要求，試驗臺控制系統(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，對于一些高速輸入端則采用數(shù)字濾波，其濾波時間常數(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國外的有Honeywell公司的TDC300、橫河公司的CENTUM，國內(nèi)的有電子部六所的HS20OO系統(tǒng)。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。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。 位移測量在加壓過程中每級加壓保持的時候把數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)[12]，試驗結(jié)束時給出整體十段的輪緣的變形量，位移傳感器負(fù)責(zé)位移量的測量，并在上位機(jī)中對采集的數(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。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。并介紹了人機(jī)界面的各模塊功能。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。所有調(diào)節(jié)不僅能自動記錄或打印出來，還可以實現(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，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。2003年臺灣華中橡膠測試公司自研發(fā)了輪胎綜合試驗機(jī)，測試功能包括輪胎破壞能試驗、胎唇抗脫座試驗、縱向剛性系數(shù)試驗、橫向剛性系數(shù)試驗、印痕試驗、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。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國輪胎業(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，但因我國輪胎的總體檔次比較低，路況比較差，因此，對于輪胎的發(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種測試于一機(jī)，可大大節(jié)省接地面積和投資[3]。近年來，國際上不斷涌現(xiàn)許多新型的高性能、多功能的輪胎試驗機(jī)。 國內(nèi)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。為了保證飛機(jī)飛行安全，對各種飛機(jī)機(jī)輪的性能測試是十分必要的。本文就該試驗臺的電氣控制部分的系統(tǒng)設(shè)計、硬件選型、硬件電路實現(xiàn)、軟件設(shè)計做出了詳細(xì)介紹。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。目前國內(nèi)現(xiàn)有的兩臺徑側(cè)向機(jī)輪試驗臺都研制于二十世紀(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，且載荷試驗都必須手動完成，已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前對飛機(jī)機(jī)輪進(jìn)行的靜態(tài)力學(xué)載荷性能試驗的要求了。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(diǎn)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。再設(shè)計新型航空機(jī)輪時，為了驗證機(jī)輪的靜態(tài)力學(xué)性能測試需要對機(jī)輪進(jìn)行徑—側(cè)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(shù)字化的徑—側(cè)向自動化實驗裝置。隨著控制技術(shù)的飛速發(fā)展，試驗臺的各性能指標(biāo)也得到了很大的提高。1999年，德國Beissbarth公司開發(fā)了一種稱作MTT2