基于PLC和計算機的汽車同步器測試系統

3 系統實現

測控系統采用計算機與PLC綜合控制。

作為上位機，計算機中的對應控制程序基于Windows2000／XP平臺系統進行開發，采用人性化用戶界面，能實現試驗臺的自動化控制和試驗數據的存儲及分析處理，其主要實現的功能有：

1)可以預先設定試驗程序，包括軸向力、加載時間、卸載時間、轉速差、潤滑油溫度等參數，并能對同步器參數和試驗工況進行編輯、保存、下載、打印；

2)連續自動記錄測試過程中的相關等數據，實時圖形顯示所有的測量和計算數據，并生成相應變化曲線分析圖；

3)查閱、刪除、分析、打印歷史測試數據或曲線圖；

4)實時顯示測試中的設備狀態及可能出現的錯誤故障，按照出錯等級(警告、錯誤、嚴重錯誤、致命錯誤)自動做出應對；

作為下位機，PLC負責對現場設備進行控制與監控，PLC中的控制程序采用德國倍福公司的TwinCAT PLC編程軟件編寫，整個程序控制流程如圖4所示。

PLC中的控制程序實現的功能主要有：

1)控制換擋 PLC根據計算機發送的控制命令，提取其存儲區內相應的數據，執行相應換擋動作；同時計算機通過讀取相應傳感器信號監視換擋動作完成情況，若選擋未能到位或換擋超時，會即刻強制空擋，起到安全保險作用；當選擋及時準確到位時，則發出下一步指令。

2)采集數據 因為測試環境中通常存在強烈的電磁干擾，如不采取相應的抗干擾措施，其會以傳導和輻射的形式進入測控系統，嚴重影響測試結果，所以要從硬件和軟件上加以相應處理，硬件上要采取相應的電磁屏蔽，在測試信號調制卡設置多重濾波電路，利用PLC的I／O模塊帶有電氣隔離功能進行光電隔離；軟件上采用相應算法進行濾波處理，進一步減低干擾影響。

3)安全保護 當不當操作或測試同步器零件總成發生過早損害或其他故障(電機過載、超速、超溫等)時，使試驗臺能夠快速自動停止，對變頻器具有過流、過載、過壓、欠壓、過熱、短路和冷卻風扇異常保護，對電動機具有過載和超速保護，對系統具有超速、超扭和超溫保護，所有報警信號通過主控制計算機顯示故障原因或故障代碼；緊急停車是必須的硬件功能，可以手動執行或系統自動執行；緊急停車時加載機構處于中間位，電機通過制動單元緊急停車、機械手摘到空擋，報警器發出報警。

4 結論

同步器測試系統是包含信號采集處理、電子電路、機械結構等學科于一體的自動控制機電一體化設備，能夠完成典型的長時間、高重復性測試項目，運行穩定可靠，對于提高同步器測試自動化水平具有重要的實用價值。