CN112947373A - 汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端 - Google Patents

汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端 Download PDF

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Abstract

本发明属于设备监控技术领域和紧固件检测技术领域，公开了一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端，数据输入模块输入试验件的基础属性信息；模拟量采集模块利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；PLC对采集的模拟量数据进行初步的处理，得到实时测试数据；PLC和工控机采用TCP/IP协议进行数据传输；工控机基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时测试结束后进行曲线图、报表打印输出；工控机显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。本发明的监控系统和设备具有操作操作简单，通讯更加稳定，速度更快。本发明克服了维修不方便，操作复杂的问题。

Description

汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端
技术领域
本发明属于设备监控技术领域，尤其涉及一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端。
背景技术
目前，汽车紧固件有多种型号，有的没有防松功能，有的具有防松功能。现有的汽车紧固件振动测试的设备，由于使用的是单片机，并利用485通讯和别的工控软件控制和监控，单片机对于环境的要求较高，容易死机，且一旦出现故障，不方便修理，容易死机，之前的工控软件操作复杂，对于操作人员的要求较高。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的监控系统维修不方便，操作复杂，且通讯不稳定，数据传输速度实时性不高。
解决以上问题及缺陷的难点为：
单片机的维护和修理对维护人员的专业性要求高，对使用环境要求高，增加和修改功能不方便。
解决方式：使用PLC代替单片机。
485通讯的传输速率较慢，导致实时性不高。
解决方式：采用TCP/IP通讯。
解决以上问题及缺陷的意义为：对维修人员和操作人员的要求降低，对数据的实时性可靠性提高，降低使用单位的维护成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端。
本发明是这样实现的，一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统，所述汽车紧固件振动测试设备的监控系统包括：
数据输入界面，用于利用输入设备或输入装置输入试验件的规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级以及截至比率信息；
模拟量采集模块，用于利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；
PLC，用于利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据,经过初步处理后，采用TCP/IP协议和工控机进行数据传输；
工控机，用于基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时用于测试结束后进行曲线图、报表打印输出，用于利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
进一步，所述试验件的基础属性信息包括：近规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级以及截至比率信息。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述汽车紧固件振动测试设备的监控系统的汽车紧固件振动测试设备的监控方法，所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法包括以下步骤(以规格为M14*2,强度为12.9级的普通螺母为例)：
步骤一，利用输入设备或输入装置输入试验件的基础属性信息(规格型号选择M4*2，性能等级选择12.9，截至比率选择50％，手动输入安装扭矩)，将试验件放到试验台上，上紧到一定的夹紧力(M14*2的螺母应将夹紧力上紧到 56KN,即初始夹紧力显示不低于56KN)，启动设备；
步骤二，利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据并且将实时数据传给工控机；
步骤三，工控机基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时于测试结束后进行曲线图、报表打印输出；
步骤四，利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
进一步，所述每隔一段时间进行数据记录包括：每隔30s进行数据记录，若在振动过程中，垂直夹紧力当前值低于初始夹紧力*截至比率或振动超过2分钟，则设备停止振动，表示该次试验结束。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
利用输入设备或输入装置输入试验件的基础属性信息；
利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据；
基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时于测试结束后进行曲线图、报表打印输出；
利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
本发明的另一目的在于提供一种PLC控制器，所述PLC控制器执行所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
本发明的另一目的在于提供一种所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法在化工及其他领域紧固件振动测试上的应用。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的监控系统提供的监控数据的实时性强，稳定性强，操作简单，增加、修改功能方便，报表更加清晰明了，维护简单，维护成本低。
本发明的监控系统操作简单，通讯更加稳定，速度更快。本发明克服了维修不方便，操作复杂的问题，使测试人员更加方便简单的进行测试各种紧固件的防松程度。
本发明外部利用西门子smart200的PLC做数据采集模块，用PLC代替了原来的单片机采集数据，PLC具有更加稳定的工作能力，且对环境要求较低。
本发明数据的通讯方式采用TCP/IP协议代替原来的485通讯协议，数据传输速度更快且稳定，抗感染能力强。
本发明对数据的处理和逻辑关系也由非工控机转到工控机上，对外部采集数据的设备运算要求降低。
本发明输出的曲线比原来的更加稳定，真实性更加高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的汽车紧固件振动测试设备的监控系统结构示意图；
图中：1、数据输入界面；2、模拟量采集模块；3、PLC；4、工控机。
图2是本发明实施例提供的汽车紧固件振动测试设备的监控方法流程图。
图3是本发明实施例提供的电气原理图。
图4是本发明实施例提供的电气原理示意图。
图5是本发明实施例提供的电气原理实例图。
图6是本发明实施例提供的电气图。
图7是本发明实施例提供的电气示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统、监控方法、终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的汽车紧固件振动测试设备的监控系统包括：
数据输入界面1，用于利用输入设备或输入装置输入试验件的规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级以及截至比率信息；
模拟量采集模块2，用于利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；
PLC 3，用于利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据, 经过初步处理后，采用TCP/IP协议和工控机进行数据传输；
工控机4，用于基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时用于测试结束后进行曲线图、报表打印输出，用于利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
如图2所示，本发明实施例提供的汽车紧固件振动测试设备的监控方法包括以下步骤：
S101，利用输入设备或输入装置输入试验件的基础属性信息；
S102，利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据；
S103，基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔30s进行数据记录；同时于测试结束后进行曲线图、报表打印输出；
S104，利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
下面结合具体实施例对本发明的技术效果作进一步描述。
实施例：
本发明利用夹紧力传感器将模拟量传输给PLC，PLC再将模拟量进行处理后传给监控软件，监控软件根据实时数据绘出实时曲线，并每隔30S进行一次数据记录，等测试完毕后可进行曲线打印和报表打印，让客户进行很直观的比较不同型号的紧固件的防松程度，可以让客户对紧固件的型号规格进行更加好的选择。
每次试验最多可对10组试验紧固件进行防松测试，这样避免了了试验品的偶然性，对客户更加具有说服力。
本发明和PLC通讯采用的是TCP/IP通讯协议，是工业现场常用的通讯方式之一，具有简单方便，抗干扰能力强的优点。本发明将逻辑关系和算法都集成在一起，减小了PLC的数据处理压力，在整个控制系统中，PLC几乎只负责采集信号和发射信号的功能。控制变频器的启停功能，记录数据的功能等一些重要的功能都在工控机的软件中实现。在软件中，用户只需要输入试验件最基本的规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级和截至比率，其余信息都由软件自动选择，且垂直夹紧力和位移的实时值在操作界面上都有显示，操作界面对用户友好。软件中每次试验一共可以试验10组试验件，由于做了互锁功能，所以每组试验件只能按着按钮的顺序进行试验，并且做了明显的标志，操作人员很容易就能看到轮到第几组试验。当试验件的夹紧力的当前比率值(当前夹紧力/初始夹紧力)小于截至比率，那么设备将停止该组试验。待试验结束后，可打印出夹紧力的实时曲线和历史报表，直观明了的看出汽车紧固件是否松开。
操作人员进入软件操作界面后，选择紧固件的型号规格、产品名称、截至比率和输入安装扭矩后，利用扭矩扳手将紧固件按照输入的安装扭矩上紧后点击开始按钮，然后点击“曲线1”按钮(按别的按钮无效)，设备开始第一组的试验，试验时间为2分钟，2分钟内当试验件的夹紧力的当前比率值(当前夹紧力/ 初始夹紧力)小于截至比率，那么设备将停止该组试验。第一组试验结束后，操作人员卸下紧固件，利用扭矩扳手安装第二组试验件，安装完毕后点击“曲线2”按钮，开始第2组试验，以此往复，试验结束后可打印每组试验的实时曲线和历史报表。软件中，操作人员几乎除了可以手动停止设备运转外，无法进行别的误操作，节省了大量的人员培训时间。
利用三维力控组态软件开发的工控机监控软件功能强大，几乎可以负担PLC 的所有功能，对于PLC的选型可以选择性能稍低的，对于工控机本身的性能没有高的要求可以节省成本，且利用TCP/IP协议传输数据的速度更加快且稳定。
具体工作过程如下：
先上电，在操作界面输入安装扭矩，并且选择紧固件的规格型号，截至比率，产品名称和性能等级，其余参数会随着已经选择的参数自动设定。然后在振动台上利用扭矩扳手将紧固件上紧。操作界面点开始键，然后再按“曲线1”按钮，设备开始测试第一组试验件，软件会自动绘出第一组试验产品的夹紧力曲线，测试时间为2分钟，2分钟后第一组试验件测试完毕，将测试件取下，安装下一组测试件，按“曲线2”按钮，如此往复，一次试验可测试10组测试件。若在2分钟内当前比率低于截至比率(当前夹紧力/初始夹紧力为当前比率)，测试仪将停止工作，表示此紧固件不满足防松条件。
在本发明中，图3是本发明实施例提供的电气原理图。图4是本发明实施例提供的电气原理示意图。图5是本发明实施例提供的电气原理实例图。
图6是本发明实施例提供的电气图。图7是本发明实施例提供的电气示意图。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车紧固件振动测试设备的监控系统，其特征在于，所述汽车紧固件振动测试设备的监控系统包括：
数据输入界面，用于利用输入设备或输入装置输入试验件的规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级以及截至比率信息；
模拟量采集模块，用于利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；
PLC，用于利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据,经过初步处理后，采用TCP/IP协议和工控机进行数据传输；
工控机，用于基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时用于测试结束后进行曲线图、报表打印输出，用于利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
2.如权利要求1所述汽车紧固件振动测试设备的监控系统，其特征在于，所述试验件的基础属性信息包括：近规格型号、产品名称、安装扭矩、性能等级以及截至比率信息。
3.一种应用于如权利要求1-2所述汽车紧固件振动测试设备的监控系统的汽车紧固件振动测试设备的监控方法，其特征在于，所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法包括以下步骤：
步骤一，利用输入设备或输入装置输入试验件的基础属性信息；
步骤二，利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据；
步骤三，基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时于测试结束后进行曲线图、报表打印输出；
步骤四，利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
4.如权利要求3所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法，其特征在于，所述步骤一的基础属性信息包括：规格型号、性能等级、截至比率。
5.如权利要求3所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法，其特征在于，所述步骤三每隔一段时间进行数据记录包括：每隔30s进行数据记录。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
利用输入设备或输入装置输入试验件的基础属性信息；
利用夹紧力传感器采集测试模拟量数据；利用PLC对采集的模拟量数据进行处理，得到实时测试数据；
基于实时测试数据绘制实时曲线，并每隔一段时间进行数据记录；同时于测试结束后进行曲线图、报表打印输出；
利用显示设备显示采集、处理的相关数据以及相应的曲线图、报表。
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求3～5任意一项所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求3～5意一项所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
9.一种PLC控制器，其特征在于，所述PLC控制器执行权利要求3～5任意一项所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法。
10.一种如权利要求3～5任意一项所述汽车紧固件振动测试设备的监控方法在化工及其他领域紧固件振动测试上的应用。
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