CN110954418A - 一种小型冲击试验台的控制装置及其控制方法 - Google Patents

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周华明
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Abstract

一种小型冲击试验台的控制方法，控制模块通过下限位传感器监测台面提升装置是否在零位；若在零位，则通过台面悬挂释放装置将试验台的台面悬挂到台面提升装置上；控制台面提升装置向上运动，并实时监测其是否到达目标高度；若到达目标高度则控制台面悬挂释放装置释放，使台面进行自由落体运动，完成冲击。控制装置包括控制模块、台面提升装置、台面悬挂释放装置、上限位传感器、下限位传感器以及人机界面；本发明操作方便准确，可够满足客户的多样化需求。采用人机界面和控制模块控制，通过控制台面提升装置来控制冲击试验台的冲击高度和冲击次数，实现单次冲击、重复冲击、计数、自动复位、过位移保护与故障记录功能。

Description

一种小型冲击试验台的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及冲击试验技术领域，具体涉及一种小型冲击试验台的控制装置及其控制方法。
背景技术
随着我国科学技术的迅速发展，用户对电子元器件、仪器仪表及机电产品的质量、可靠性等提出了更高的要求。为此，国家标准总局在1981年颁发了“电工电子产品基本环境试验规程”（GB2423），对产品的冲击试验方法做出了严格的规定，用户对冲击试验台的需求量和要求也逐渐提高。
小型冲击试验台采用古典力学自由落体结构，模拟实际使用环境，精确逼真，应用于航空、航天、舰船、兵器、电子、汽车等工业科研领域的试件的抗冲击试验。
原有的小型冲击试验台控制器是通过按钮开关进行操作的，通过接触器和继电器等完成逻辑判断及控制，通过控制交流电机动作来控制台面的上升与下降，上升高度只能靠手动目测来确定，非常的不方便。
因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。
发明内容
本发明目的是提供一种小型冲击试验台的控制装置及其控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种小型冲击试验台的控制方法，包括：
步骤一、控制模块通过下限位传感器监测一台面提升装置是否在零位；
若判定不在零位，则控制模块控制所述台面提升装置向下运动，直至台面提升装置到达零位；
若判定在零位，则控制模块通过一台面悬挂释放装置将试验台的台面悬挂到所述台面提升装置上，开始步骤二；
步骤二、控制模块控制所述台面提升装置向上运动，并实时监测其是否到达目标高度；
若判定未达到目标高度，则控制模块控制所述台面提升装置继续向上运动；
若判定到达目标高度，则控制模块控制所述台面悬挂释放装置释放，使所述台面进行自由落体运动，完成冲击；
其中，在所述台面提升装置向上运动的过程中，控制模块还通过上限位传感器监测其是否到达上限位置，若到达则系统停止运行。
为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：
一种小型冲击试验台的控制装置，包括控制模块、台面提升装置、台面悬挂释放装置、上限位传感器、下限位传感器以及人机界面；
所述控制模块电性连接所述台面提升装置，控制该台面提升装置进行向上或向下运动，同时接收台面提升装置回馈的位置信号；
所述控制模块电性连接所述上限位传感器以及所述下限位传感器，以接收两传感器的反馈信号，进而判断所述台面提升装置是否达到上限位置或下限位置；
所述控制模块电性连接所述台面悬挂释放装置，控制该台面悬挂释放装置对试验台的台面释放，使所述台面进行自由落体运动，完成冲击；
包括控制模块电性连接所述人机界面，通过该人机界面进行信息的显示、系统的设置及控制。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，还包括滤波装置，该滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源。
2、上述方案中，所述控制模块为PLC或单片机或ARM。
3、上述方案中，所述台面提升装置为步进电机或伺服电机或交流电机或直流电机或液压缸。
4、上述方案中，所述台面悬挂释放装置为气缸或电缸或电磁铁。
5、上述方案中，所述上限位传感器及所述下限位传感器为光电传感器或接近开关或行程开关。
6、上述方案中，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器。
本发明的工作原理如下：
本发明提供了一种全自动一键式操作的控制装置，操作方便准确，可够满足客户的多样化需求，提高市场竞争力。采用人机界面和控制模块控制，通过控制台面提升装置来控制冲击试验台的冲击高度和冲击次数，实现单次冲击、重复冲击、计数、自动复位、过位移保护与故障记录功能，还可通过通讯协议与上位机进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。其优点包括：
1、采用模块化设计，使控制模块具有升级的灵活性和售后维护的简便性；
2、采用一键式操作，设定完参数后自动完成试验，试验更方便更精确；
3、采用人机交互界面，提高用户体验；
4、用户可通过网络远程控制试验，远离复杂的试验环境；
5、电源可自带滤波功能，抗干扰性高；
6、安全性高，具备软硬件同时防护的功能。
附图说明
附图1为本发明实施例控制方法的原理框图；
附图2为本发明实施例控制装置的结构框图；
附图3为本发明实施例小型冲击试验台的结构示意图。
以上附图中：1、下限位传感器；2、台面提升装置；3、台面悬挂释放装置；4、台面；5、上限位传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案之描述上额外的引导。
参见附图1、3所示，一种小型冲击试验台的控制方法，包括：
步骤一、控制模块通过下限位传感器1监测一台面提升装置2是否在零位；
若判定不在零位，则控制模块控制所述台面提升装置2向下运动，直至台面提升装置2到达零位；
若判定在零位，则控制模块通过一台面悬挂释放装置3将试验台的台面4悬挂到所述台面提升装置2上，开始步骤二；
步骤二、控制模块控制所述台面提升装置2向上运动，并实时监测其是否到达目标高度；
若判定未达到目标高度，则控制模块控制所述台面提升装置2继续向上运动；
若判定到达目标高度，则控制模块控制所述台面悬挂释放装置3释放，使所述台面4进行自由落体运动，完成冲击；
其中，在所述台面提升装置2向上运动的过程中，控制模块还通过上限位传感器5监测其是否到达上限位置，若到达则系统停止运行，并可通过人机界面发出到达上限位的报警或/和提示。
最后，可重复上述步骤以完成多次冲击试验。
参见附图2、3所示，一种小型冲击试验台的控制装置，包括控制模块、台面提升装置2、台面悬挂释放装置3、上限位传感器5、下限位传感器1以及人机界面；
所述控制模块电性连接所述台面提升装置2，控制该台面提升装置2进行向上或向下运动，同时接收台面提升装置2回馈的位置信号；
所述控制模块电性连接所述上限位传感器5以及所述下限位传感器1，以接收两传感器的反馈信号，进而判断所述台面提升装置2是否达到上限位置或下限位置；
所述控制模块电性连接所述台面悬挂释放装置3，控制该台面悬挂释放装置3对试验台的台面4释放，使所述台面4进行自由落体运动，完成冲击；
包括控制模块电性连接所述人机界面，通过该人机界面进行信息的显示、系统的设置及控制。
优选的，还包括滤波装置，该滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源。具体实施时可选用如开关、开关电源、电源滤波器等。
优选的，所述控制模块为PLC或单片机或ARM，但并不局限于以上几项，控制模块的主要作用是控制整个系统的运行，接收信号和发出指令。
优选的，所述台面提升装置2为步进电机或伺服电机或交流电机或直流电机或液压缸，但并不局限于以上几项，对应的反馈信号可以是步进电机反馈信号、伺服电机反馈信号、编码器信号等。台面提升装置2的主要作用是在所述控制模块的控制下带动所述台面4进行上升或下降运动，反馈信号的主要作用是将所述台面提升装置2的当前位置反馈给所述控制模块。
优选的，所述台面悬挂释放装置3为气缸或电缸或电磁铁，但并不局限于以上几项，台面悬挂释放装置3的主要作用是将台面4悬挂在台面提升装置2上或将台面4从台面提升装置2上释放下来。
优选的，所述上限位传感器5及所述下限位传感器1为光电传感器或接近开关或行程开关，但并不局限于以上几项，上、下限位传感器的主要作用是当所述台面提升装置2运动到上、下限位时把信号反馈给所述控制模块。
优选的，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器，但并不局限于以上几项，人机界面的主要作用是提供人机交互的平台，方便用于对冲击高度、冲击次数等进行设置，并将此类用户设置的参数和发出的操作指令传输给所述控制模块，还可将系统运行的一些信息显示给用户。
优选的，所述人机界面与所述控制模块之间可采用RS485协议进行通讯的，通过人机界面来控制控制模块程序的运行，同时把控制模块的状态反馈到人机界面上。
优选的，所述人机界面与电脑（上位机）之间可采用UDP协议通讯，通过电脑端上的调试软件或其他软件来控制试验台进行冲击，同时也可以发送代码给试验台来询问试验台的状态，试验台收到电脑端的询问代码后会把当前状态发送给电脑端，例如电磁铁是否释放，系统是否异常等。
即，本发明采用人机界面和控制模块控制。可通过控制步进电机（台面提升装置）来控制冲击试验台的冲击高度和冲击次数，具有单次冲击、重复冲击、计数、自动复位、过位移保护与故障记录功能。可通过UDP通讯协议，与电脑进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型冲击试验台的控制方法，其特征在于：包括：
步骤一、控制模块通过下限位传感器监测一台面提升装置是否在零位；
若判定不在零位，则控制模块控制所述台面提升装置向下运动，直至台面提升装置到达零位；
若判定在零位，则控制模块通过一台面悬挂释放装置将试验台的台面悬挂到所述台面提升装置上，开始步骤二；
步骤二、控制模块控制所述台面提升装置向上运动，并实时监测其是否到达目标高度；
若判定未达到目标高度，则控制模块控制所述台面提升装置继续向上运动；
若判定到达目标高度，则控制模块控制所述台面悬挂释放装置释放，使所述台面进行自由落体运动，完成冲击；
其中，在所述台面提升装置向上运动的过程中，控制模块还通过上限位传感器监测其是否到达上限位置，若到达则系统停止运行。
2.一种小型冲击试验台的控制装置，其特征在于：包括控制模块、台面提升装置、台面悬挂释放装置、上限位传感器、下限位传感器以及人机界面；
所述控制模块电性连接所述台面提升装置，控制该台面提升装置进行向上或向下运动，同时接收台面提升装置回馈的位置信号；
所述控制模块电性连接所述上限位传感器以及所述下限位传感器，以接收两传感器的反馈信号，进而判断所述台面提升装置是否达到上限位置或下限位置；
所述控制模块电性连接所述台面悬挂释放装置，控制该台面悬挂释放装置对试验台的台面释放，使所述台面进行自由落体运动，完成冲击；
包括控制模块电性连接所述人机界面，通过该人机界面进行信息的显示、系统的设置及控制。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：还包括滤波装置，该滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源。
4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述控制模块为PLC或单片机或ARM。
5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述台面提升装置为步进电机或伺服电机或交流电机或直流电机或液压缸。
6.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述台面悬挂释放装置为气缸或电缸或电磁铁。
7.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述上限位传感器及所述下限位传感器为光电传感器或接近开关或行程开关。
8.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器。
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