液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)智能載荷采集系統(tǒng)的研究

1、第27卷第1期煤礦機(jī)械2006年1月CoalMineMachineryJan.2006Vol127No.1文章編號(hào):100320794(2006)0120132202液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)智能載荷采集系統(tǒng)的研究季厭浮(黑龍江科技學(xué)院,哈爾濱150027)摘要:闡述了液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)智能載荷采集系統(tǒng),為材料檢測(cè)的準(zhǔn)確、客觀及公正提供了技術(shù)保障。同時(shí)也為質(zhì)量監(jiān)督部門和材料用戶的數(shù)據(jù)共享提供一種經(jīng)濟(jì)、快捷的途徑和手段,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞:智能載荷;采集系統(tǒng);試驗(yàn)機(jī);中圖號(hào):TH87JIYan-fu(HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology

2、,Harbin150027,China)Keywords:intelligenceload;gatheringsystem;experimentmachine;technologyguarantee0引言2P051=25電樞和勵(lì)磁的預(yù)控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化運(yùn)行。P051=26速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化運(yùn)行。P051=27勵(lì)磁減弱的優(yōu)化運(yùn)行。P051=28摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化運(yùn)行。自動(dòng)優(yōu)化完成之后,可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行一定的手工優(yōu)化調(diào)整,常用的手動(dòng)調(diào)整參數(shù)有:電流、轉(zhuǎn)矩限幅,斜坡函數(shù)發(fā)生器和固定值設(shè)定等。2.3PLC的程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)外圍信號(hào)處理采用了SIMATICS7-200可編程控制器,該系列PLC采

3、用模塊式結(jié)構(gòu),可靠性高,配置靈活,具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和抗干擾能力;在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的SIMATICS7-200軟件簡(jiǎn)單易學(xué)。為充分利用PLC的硬件與軟件資源,在設(shè)計(jì)與確定IO點(diǎn)數(shù)時(shí),不可局限于原繼電器接觸器控制線路。應(yīng)根據(jù)龍門刨床的工藝要求,硬件僅保留直接面向人和設(shè)備的輸入、輸出點(diǎn),省去一切中間環(huán)機(jī)在我國(guó)的鋼鐵、建材、冶金和化工等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。目前,估計(jì)國(guó)內(nèi)已擁有數(shù)萬(wàn)臺(tái)國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口的各類試驗(yàn)機(jī),大多為手工控制、操作,主要用于原材料檢驗(yàn)、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)、質(zhì)量控制及教學(xué),擔(dān)負(fù)著材料或產(chǎn)品的常規(guī)力學(xué)性能測(cè)試,無(wú)法定量地滿足GB22887標(biāo)準(zhǔn)要求。所以,研制一種適用于液壓萬(wàn)節(jié),軟件采用靈活的

4、編程方式,軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制要求而設(shè)計(jì),用梯形圖語(yǔ)言編寫(PLC主程序流程圖略)。3結(jié)語(yǔ)可編程控制器以其抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)在工控領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。而用6RA70直流調(diào)速器取代老式裝置可大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,將兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái),是目前機(jī)床電氣改造的主要手段,值得大力推廣。棗莊礦務(wù)局第一機(jī)械廠8m龍門刨床全數(shù)字控制系統(tǒng)自2005年4月投產(chǎn)運(yùn)行至今,一直安全、可靠地工作,操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定,大大提供了生產(chǎn)效率,顯示出全數(shù)字直流控制系統(tǒng)強(qiáng)大的生命力、廣泛的應(yīng)用前景及推廣價(jià)值。參考文獻(xiàn):1陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.2惠晶.變頻調(diào)速器和PLC在龍門

5、刨床上的應(yīng)用J.電氣傳動(dòng),1998,1(1):29-31.3梁述明,等.龍門刨床全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)J.武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報(bào),1998,21(2):216-219.作者簡(jiǎn)介:譚國(guó)俊(1962-),貴州遵義人,博士生導(dǎo)師,1984年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué),發(fā)表論文11篇,出版專著1篇.收稿日期:2005210210能材料試驗(yàn)機(jī)的智能載荷采集系統(tǒng),為材料檢測(cè)的準(zhǔn)確、客觀及公正提供了技術(shù)保障,同時(shí)也為質(zhì)量監(jiān)督部門和材料用戶的數(shù)據(jù)共享提供一種經(jīng)濟(jì)、快捷的途徑和手段,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1智能載荷采集系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)指針指示盤式液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),必須配置電測(cè)傳感器,該系統(tǒng)使用了壓力傳感器,主要完成壓力數(shù)據(jù)

6、的采集。壓力傳感器用于改造液壓式試驗(yàn)機(jī)及某些電子液壓式試驗(yàn)機(jī),通過(guò)三通接頭直接加裝在機(jī)器的油缸、油路系統(tǒng)中,通過(guò)壓力傳感器測(cè)量油缸內(nèi)油的壓力,乘上一定的系數(shù)(面積),就可以換算出試驗(yàn)機(jī)加在試件上的壓力。通過(guò)油壓的變化反映試樣上的力值變化,過(guò)程中,閥,處理測(cè)試結(jié)果,測(cè)量精度明顯提高,力(最大拉力)和鋼材的屈服點(diǎn)參數(shù)等,由壓力換算出極限強(qiáng)度,將測(cè)量結(jié)果以及試驗(yàn)組號(hào)、試件號(hào)和試驗(yàn)時(shí)間等通過(guò)串行接口發(fā)送到上位機(jī),由上位機(jī)再做進(jìn)一步處理。本儀表記錄力值時(shí)以kN為單位,極限強(qiáng)度單位為MPa,兩者根據(jù)物理量綱進(jìn)行換算。2智能載荷采集系統(tǒng)的研制方案系統(tǒng)的構(gòu)架采用基于97C52單片機(jī)的形式,其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低,

7、體積小,便于實(shí)現(xiàn)嵌入系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。質(zhì)量控制的標(biāo)志。因此,只要能自動(dòng)檢測(cè)出最大負(fù)荷,即峰值力,就可以得到抗拉強(qiáng)度。檢測(cè)的程序框圖如圖2所示。圖2抗拉強(qiáng)度檢測(cè)程序框圖Fig.2Programchartofdetectingpull-resistanceintensity4可靠性分析圖1智能載荷采集系統(tǒng)組成框圖Fig.1Composechartofthegatheringsystemofintelligenceload試驗(yàn)機(jī)回油路上串接的壓力傳感器輸出的V級(jí)小信號(hào)通過(guò)屏蔽電纜送入信號(hào)放大調(diào)理模塊,完成信號(hào)的放大、濾波及極性轉(zhuǎn)換等。放大后的模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,傳送給單片機(jī),經(jīng)

8、過(guò)標(biāo)定、運(yùn)算及零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)忍幚?在液晶模塊上顯示出來(lái),同時(shí)經(jīng)串行接口傳送到上位機(jī)?？紤]到油壓的變化一般比較緩慢,模數(shù)轉(zhuǎn)換采用4位半雙積分轉(zhuǎn)換芯片ICL7135,具有14位分辨率。鍵盤提供人機(jī)交互的手段,在軟、硬件上采用PS2標(biāo)準(zhǔn),以與PS2鍵盤接口。圖中的數(shù)據(jù)保存模塊具有掉電保護(hù)功能,主要是保存當(dāng)前委托編號(hào)、采集數(shù)據(jù)等信息不因斷電而丟失。3抗拉強(qiáng)度的檢測(cè)原理與實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度是指單向靜拉伸試樣(或工件)所能承受的最大負(fù)荷(允許承載力)與公稱截面積之比。它是最大均勻塑性變形抗力的指標(biāo),作為產(chǎn)品規(guī)格或本系統(tǒng)是信號(hào)采集系統(tǒng),系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題主要是與小信號(hào)有關(guān)的一系列問(wèn)題。小信號(hào)必須經(jīng)過(guò)調(diào)理才能進(jìn)行數(shù)字化處

9、理。信號(hào)調(diào)理模塊應(yīng)盡可能靠近信號(hào)源或傳感器,這樣信號(hào)在受到環(huán)境噪聲影響之前即被放大,使信噪比得到改善。傳感信號(hào)放大用放大器與一般的通用運(yùn)算放大器相比,在性能上有更為特殊的要求,表現(xiàn)在:高輸入阻抗、高共模抑制比、低溫漂、低失調(diào)、低噪聲、高閉環(huán)增益、高穩(wěn)定性及良好的線性度等。特別是信號(hào)調(diào)理放大所用的電源系統(tǒng)以及數(shù)字電路地與模擬電路地之間的關(guān)系。如果對(duì)這些方面沒(méi)有足夠重視的話,會(huì)使測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定,而且會(huì)不時(shí)出現(xiàn)難以理解的突變的“大數(shù)”現(xiàn)象,從而導(dǎo)致所有參數(shù)可信度下降,甚至測(cè)試失敗。5結(jié)語(yǔ)液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)智能載荷采集系統(tǒng)的研制,為材料檢測(cè)的準(zhǔn)確、客觀及公正提供技術(shù)保障,同時(shí)也為質(zhì)量監(jiān)督部門和材料用戶的數(shù)據(jù)共享提供一種經(jīng)濟(jì)、快捷的途徑和手段,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn):1馬明建,等.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)M.西安:西安交通大學(xué)出版社,1998.2金萍.WE系列液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)J.機(jī)電工程,1999(5):236-237.3張麗榮,