CN205404295U - 基于plc的弹簧支吊架测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，力传感器、位移传感器和电液伺服阀与测试控制柜内设置的电控板相连接，交流接触器和中间继电器均与PLC相连接，PLC与PC机通信连接，力传感器连接PLC的称重模块，位移传感器连接PLC，油缸通过液压动力装置与电控板相连接，液压动力装置包括电液伺服阀、油泵电机以及液压油箱，电液伺服阀连接中间继电器，油泵电机连接交流接触器，PLC通过交流接触器和中间继电器控制液压动力装置从而控制油缸对被测件施加拉力或压力荷载，具有稳定可靠、数据准确、操作简单、测量速度快等优势，基于PLC进行系统设计，自动化程度高，稳定性强，能够满足用户的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及弹簧支吊架测试领域，具体是一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统。
背景技术
弹簧支吊架是为了适应大型火电机组的发展，于上世纪80年代从西方引入，分为可变弹簧支吊架(简称弹吊)和恒力弹簧支吊架(简称恒吊)两大类，于上世纪90年代在宁波管架机械厂开始国产化。现已广泛用于支吊化工和电厂的汽、水、烟、风管道系统。弹吊和恒吊在生产时需要通过测试装置对其进行测试，再根据测试结果来进行调节，从而达到预定的参数；在出厂时也需要对其测试并明确标定其参数，作为工程设计中选型的依据。随着我国的产业的转型升级，弹吊和恒吊的市场需求增大，生产该产品的中小型企业越来越多，对弹簧支吊架测试装置有着广泛需求。
用于测试弹吊和恒吊性能的测试装置是弹簧支吊架生产企业必备的测试设备，早期其性能试验与检测是在一部由钢丝绳、减速机、传感器以及电子称等部件组成的试验架上进行的，试验时位移和载荷采用目测读数方式,用计算器计算“恒定度偏差”及“相对载荷偏差度”等主要参数，存在吊装不方便、钢丝绳不安全、目测读数误差大等诸多缺点；
车振俊于90年代末采用液压做动力，研发了基于微机(单片机)的恒吊整机性能测试装置，从其程序流程图来看，一次测试过程需要人机交互十次，自动化程度不是很高；蒋渭忠采用液压作为动力，以PC机作为上位机，三个单片机作为下位机分别采集位移、力和控制电磁换向阀，研发了一套恒力弹簧支吊架微机检测系统；后来庄俊华和张颖也分别研发了恒力弹簧支吊架微机检测系统，其方案都跟蒋渭忠的相拟。车振俊和蒋渭忠都是采用单片机采集位移和力的数据，这种方案的优点是成本低,但存在电路复杂、抗干扰差、系统稳定性差、测量精度低等不足之处。
近些年，市场上出现了基于PC机和数据采集卡的恒吊测试装置，这种测试装置大多采用PC机内置板卡或测量仪表采集数据，通过LabView编写用户界面和测控程序，所有的数据处理和控制算法都在PC机内完成，具有成本低的优点，但从本维修或改装多套这种测试装置的经验来看，存在控制的实时性差、不稳定，特别是信号变换级数较多，可靠性较差。
实用新型内容
本实用新型根据现有技术的不足，提供一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，稳定可靠、数据准确、操作简单。
本实用新型的技术方案：一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，包括被测件，被测件连接力传感器以及位移传感器，其特征在于：所述被测件还连接油缸，力传感器、位移传感器和油缸与测试控制柜内设置的电控板相连接，所述测试控制柜包括电控板和PC机，电控板包括PLC、交流接触器以及中间继电器，交流接触器和中间继电器均与PLC相连接，PLC与PC机通信连接，力传感器连接PLC的称重模块，位移传感器连接PLC，油缸通过液压动力装置与电控板相连接，液压动力装置包括电液伺服阀、油泵电机以及液压油箱，电液伺服阀连接中间继电器，油泵电机连接交流接触器，PLC通过交流接触器和中间继电器控制液压动力装置从而控制油缸对被测件施加拉力或压力荷载。
所述PLC连接有用于控制PLC的按钮盒、用于显示力传感器测量数据的力显示装置以及用于显示位移传感器测量数据的位移显示装置，力显示装置和位移显示装置与PLC电连接在一起。
所述PC机连接用于显示测试结果的显示器和用于打印测试结果的打印机。
所述测试控制柜内还设置有开关电源，开关电源连接PLC并为其供电，PLC连接的中间继电器为中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3，中间继电器KA1连接交流接触器，中间继电器KA2连接电液伺服阀的拉电磁阀，中间继电器KA3连接电液伺服阀的放电磁阀，PC机、显示器和开关电源供电都由隔离变压器提供。
所述开关电源提供24V直流电源。
本实用新型的技术效果：弹簧吊架测试系统,用同一台设备可检测恒力弹簧支吊架和可变弹簧支吊架，还可测试多种型号的弹簧,具有手动、半自动和全自动三种测试模式供用户选择，具有稳定可靠、数据准确、操作简单、测量速度快等优势，基于PLC进行系统设计，自动化程度高，稳定性强，能够满足用户的使用需求。
附图说明
图1为本实用新型测试系统整体结构示意图。
图2为本实用新型控制电路结构示意图。
图中：1—被测件，2—力传感器，3—位移传感器，4—油缸，5—电控板，6—测试控制柜，7—PC机，8—PLC，9—交流接触器，10—中间继电器，11—电液伺服阀，12—液压油箱，13—油泵电机，14—按钮盒，15—位移显示装置，16—打印机，17—力显示装置，18—显示器，19—称重模块，20—隔离变压器，21—开关电源，22—拉电磁阀，23—放电磁阀，24—中间继电器KA1，25—中间继电器KA2，26—中间继电器KA3。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
如图1所示，一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，包括被测件1，被测件1连接力传感器2以及位移传感器3，其特征在于：所述被测件1还连接油缸4，力传感器2、位移传感器3和电液伺服阀11与测试控制柜6内设置的电控板5相连接，所述测试控制柜6包括电控板5和PC机7，电控板5包括PLC8、交流接触器9以及中间继电器10，交流接触器9和中间继电器10均与PLC8相连接，PLC8与PC机7通信连接，力传感器2连接PLC8的称重模块19，位移传感器3连接PLC8，油缸4通过液压动力装置与电控板5相连接，液压动力装置包括电液伺服阀11、油泵电机13以及液压油箱12，电液伺服阀11连接中间继电器10，油泵电机13连接交流接触器9，PLC8通过交流接触器9和中间继电器10控制液压动力装置从而控制油缸4对被测件1施加拉力或压力荷载。
所述PLC8连接有用于控制PLC8的按钮盒14、用于显示力传感器2测量数据的力显示装置17以及用于显示位移传感器3测量数据的位移显示装置15，力显示装置17和位移显示装置15与PLC8电连接在一起。
所述PC机7连接用于显示测试结果的显示器18和用于打印测试结果的打印机16。
如图2所示，所述测试控制柜6内还设置有开关电源21，开关电源21连接PLC8并为其供电，PLC8连接的中间继电器10为中间继电器KA124、中间继电器KA225、中间继电器KA326，中间继电器KA124连接交流接触器9，中间继电器KA225连接电液伺服阀11的拉电磁阀22，中间继电器KA326连接电液伺服阀11的放电磁阀23，交流接触器9通过隔离变压器20实现对油泵电机13的控制，PC机7、显示器18和开关电源21供电都由隔离变压器20提供。
所述开关电源提供24V直流电源。
下位机由PLC组成,功能是完成油泵电机启动停止、油缸拉伸释放、溢流阀和电磁换向阀的控制，采集拉绳编码器的AB脉冲并转换成位移数据，设置称重模块的输入通道和滤波参数并读取称重模块的载荷数据，对采集和读取的位移及载荷数据进行处理，实现位移和载荷的超限保护以及基于位移或载荷的自动测量控制。
下位机PLC的测控程序流程为，PLC内部的高速加减计数器对AB脉冲进行加减计数，并将位移计数值和载荷AD值通过RS232接口送到上位PC机处理，PLC主机接收上位机的控制信号和设置参数，对当前的拉力和位移进行判断，控制油泵电机的启停和液压电磁换向阀的换向，从而实现被测吊架的自动拉伸和释放以及位移和载荷的超限保护。
弹簧吊架的行程有限，被测吊架跟测试台油缸之间通常采用刚性连接，很容易出现行程过载或载荷过载，导致被测吊架的损坏或测试台机械装置的损坏，在测试过程中要求测试系统具备良好的快速的响应能力，通过上位机的分析判断再发出控制信号很难满足这种实时性的要求。在本系统设计中充分利用PLC的高可靠性和快速响应能力，将所有基于油泵自动启停的判断和控制都放到下位机PLC中完成，上位机只是事先设置判断所需的参数，有效保证了油泵自动启停控制的实时性。
在超限保护方面，除操作人员设置的最大位移和最大载荷保护参数外，本系统根据测试台规格，在PLC内部设置了位移和载荷的极限保护参数(该参数上位机不能修改)，如果最大值保护参数设置不合理或保护失效，只要位移和载荷有一个达到极限参数就立即停止油泵，有效保证了本系统超保护的可靠性。
为防止操作人员的疏忽，PLC中根据不同型号的测试台设置了多种不同的极限参数作为默认值，作人员每次开机或在上位机上设置参数时，若上位机上设置的参数超过了PLC中参数的默认值时，在上位机上给出提示对话框，操作人员只有逐一确认或修改后才能生效，有效防止了操作人员误操作带来的影响。
在数据采集方面，位移通过24V供电的拉绳编码器产生的AB脉冲由PLC计数得到，其抗干扰性能极强；拉力传感器获取的载荷信号(mV级模拟信号)通过尽量短的屏蔽线直接送入称重模块,由称重模块进行高性能的模拟滤波和差分放大并将AD转换后的载荷数据进行数字滤波和线性校正，充分利用了称重模块的高可靠性和高精度特点，在载荷恒定情况下获得的载荷数据对于5T的拉力传感器能精确到0.01KN；考虑到测试都是在现场进行，将上位机和下位机放在一个机柜内，上位机和下位机间的通信接口采用PLC必备RS232标准串口和PC机自带的RS232串口。
本实用新型的一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，弹簧吊架测试系统,用同一台设备可检测恒力弹簧支吊架和可变弹簧支吊架，还可测试多种型号的弹簧,具有手动、半自动和全自动三种测试模式供用户选择，具有稳定可靠、数据准确、操作简单、测量速度快等优势，基于PLC进行系统设计，自动化程度高，稳定性强，能够满足用户的使用需求。
Claims (5)
1.一种基于PLC的弹簧支吊架测试系统，包括被测件(1)，被测件(1)连接力传感器(2)以及位移传感器(3)，其特征在于：所述被测件(1)还连接油缸(4)，力传感器(2)、位移传感器(3)和电液伺服阀(11)与测试控制柜(6)内设置的电控板(5)相连接，所述测试控制柜(6)包括电控板(5)和PC机(7)，电控板(5)包括PLC(8)、交流接触器(9)以及中间继电器(10)，交流接触器(9)和中间继电器(10)均与PLC(8)相连接，PLC(8)与PC机(7)通信连接，力传感器(2)连接PLC(8)的称重模块(19)，位移传感器(3)连接PLC(8)，油缸(4)通过液压动力装置与电控板(5)相连接，液压动力装置包括电液伺服阀(11)、油泵电机(13)以及液压油箱(12)，电液伺服阀(11)连接中间继电器(10)，油泵电机(13)连接交流接触器(9)，PLC(8)通过交流接触器(9)和中间继电器(10)控制液压动力装置从而控制油缸(4)对被测件(1)施加拉力或压力荷载。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的弹簧支吊架测试系统，其特征在于：所述PLC(8)连接有用于控制PLC(8)的按钮盒(14)、用于显示力传感器(2)测量数据的力显示装置(17)以及用于显示位移传感器(3)测量数据的位移显示装置(15)，力显示装置(17)和位移显示装置(15)与PLC(8)电连接在一起。
3.根据权利要求1所述的基于PLC的弹簧支吊架测试系统，其特征在于：所述PC机(7)连接用于显示测试结果的显示器(18)和用于打印测试结果的打印机(16)。
4.根据权利要求1所述的基于PLC的弹簧支吊架测试系统，其特征在于：所述测试控制柜(6)内还设置有开关电源(21)，开关电源(21)连接PLC(8)并为其供电，PLC(8)连接的中间继电器(10)为中间继电器KA1(24)、中间继电器KA2(25)、中间继电器KA3(26)，中间继电器KA1(24)连接交流接触器(9)，中间继电器KA2(25)连接电液伺服阀(11)的拉电磁阀(22)，中间继电器KA3(26)连接电液伺服阀(11)的放电磁阀(23)，PC机(7)、显示器(18)和开关电源(21)供电都由隔离变压器(20)提供。
5.根据权利要求4所述的基于PLC的弹簧支吊架测试系统，其特征在于：所述开关电源(21)提供24V直流电源。
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| CN106142652A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-23 | 南通瑞斯电子有限公司 | 双工位强压机及其使用方法 |
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2016
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Cited By (2)
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