斯太尔驱动桥总成综合实验台IPC-PLC自动控制系统.doc

毕业设计（论文）中文题目斯太尔驱动桥总成综合实验台IPC-PLC自动控制系统英文题目TheShiTaiErBridgeIsTotaltobecomethecomprehensiveOnTrialStandIPC-PLCAutomaticControlSystem学生姓名专业自动化班级0指导教师师二零零六年六月毕业设计（论文）摘要I斯太尔驱动桥总成综合试验台IPC-PLC自动控制系统摘要斯太尔驱动桥总成IPC-PLC综合试验台的研究我们分两部分来完成的，本文论述其中一部分：研究试验台的控制系统，以及试验台结构设计，工控机与可编程控器的通信，疲劳试验、静扭试验的流程设计，以及部分其它研究。本文主要详细介绍了斯太尔驱动桥的结构特点、主要部件的参数，提供试验台研究的意义；基于VisualBasic6.0开发的控制系统的功能以及操作说明，以及使用VisualBasic6.0对Access2003数据库操作，实现对试验数据的存取，调用、显示等功能；S7-200PLC与IPC自由口通信的原理及过程。斯太尔驱动桥总成自动检测系统综合应用了IPC、PLC、角位移传感器等多项高新技术，自动化程度大为提高，能较好地模拟整车实际工况，可对载荷的大小进行控制，采取了较得力的解决干扰问题措施，具有一定的先进性。论文后还附有控制系统等的相关的操作说明图，最后还附有参考文献，以及程序清单。关键词驱动桥总成；自由口通信；IPC；PLC；疲劳试验；静扭试验毕业设计（论文）摘要IIAbstractTheSiTaiErBridgeIsTotaltobecomethecomprehensiveOnTrialStandIPC-PLCAutomaticControlSystemTheresearchofSTRdrivebridgetotalbecomecomprehensiveontrialstanddividestwobigpartstocomplete.Thistextover-emphasizesthehardwarepart，Elaboratedthecontrolsystemontrailstand,andthestructuredesignoftrialstand,thecorrespondencebetweenIndustrialPersonalComputerandprogrammablelogicalcontroller,theprocessdesignoffatiguetrial,twisttrial,andpartsofotherresearch.ThistextismainintroducedtheSTRdrivebridgesstructurecharacteristics,theparameterofmainpartsofbridge,providingtheresearchmeaningofthetrialstand；AccordingtothefunctionandoperatinginstructionsofthecontrolsystemoftheVisualBasic6.0development,andtheusageVisualBasic6.0operatestotheAccess2003database,realizationtofunctionoftheaccessofthetrialdata,adjustuse,showetc；thecorrespondenceprincipleandprocessbetweenS7-200andIPC.STRdrivethebridgetotalbecametheautoexaminationsystemtoapplymanyhighnewtechnique,suchasIPC,PLC,knob-speedsensoretc.Thedegreeofautomationisimprovinggreatly.itcancomparetoimitatethewholecargoodlyactualworkcondition,cancontroltowardscarryingthesizeofthelotus,Thesystemadoptedthevalidanti-interferencemeasure,whichcertainlyhavesomeextendforerunner.Thethesisreturnstherelatedoperatinginstructionsdiagramaboutcontrolsystembehind,theendreturnsthereference,andproceduredetailedlistKeywordsDrivebridgetotalbecome,freeendcorrespondence,IndustrialPersonalComputer,programmablelogicalcontroller,fatiguetrial,twisttrial毕业设计（论文）目录III目录中文摘要英文摘要绪论10.1概述10.1.1驱动桥总成试验的研究的现状10.1.2驱动桥总成试验的研究发展趋势10.2斯太尔驱动桥总成综合试验台IPC-PLC自动控制系统主要组成部分20.2.1机械部分20.2.2电气控制部分30.3论文研究的主要内容30.3.1实验对象说明40.3.2监控系统的软件设计40.3.3IPC-PLC自由口通信的实现40.3.4部分试验流程41.斯太尔驱动桥的介绍51.1驱动桥概述51.2驱动桥总成各组成部分的功能51.2.1非断开式驱动桥51.2.2断开式驱动桥51.3驱动桥各组成部分的功能61.3.1主减速器61.3.2差速器71.3.3半轴71.2.4桥壳81.3斯太尔驱动桥总成常见故障分析91.5驱动桥总成及其主要、零部件的实验101.5.1斯太尔驱动桥总成的磨合试验101.5.2斯太尔驱动桥总成的综合性试验101.5.3斯太尔驱动桥的疲劳寿命试验111.5.4斯太尔驱动桥总成的整体静扭试验111.6本章小结112.监视控制系统的开发与应运122.1概述12毕业设计（论文）目录IV2.2VB6.0开发监视控制系统软件的优点122.3VB开发控制系统的过程142.3.1创建应运的主要步骤142.3.2创建于户界面142.4VB操纵数据库的实现过程162.4.1数据库需求分析162.4.2数据的概念设计172.4.3数据库逻辑结构设计182.4.4数据库的实现222.5控制系统窗体布局及所实现的功能222.5.1屏幕展示模块232.5.2登录窗体模块232.5.3控制面板模块252.5.4添加用户窗体模块262.5.5运行状态模块262.5.6运行状态分析模块272.5.7历史纪录模块272.5.8电机运转示意图模块与信号模拟窗体模块272.5.9数据统计报表模块272.6本章小结283.试验系统的工控机与可编程序控制器通讯的原理与过程293.1工控机与S7-200PLC通信原理293.1.1IPC与PLC实现通信的方法293.1.2S7-200PLC与工控机的通信方式303.1.3S7-200CPU224PLC通信接口303.1.4IPC通信接口313.2S7-200PLC与IPC通信过程323.2.1IPC与S7-200CPU224PLC互联的结构形式323.2.2IPC与S7-200系列PLC通信连接333.2.3S7-200PLC自由通信口初始化及通信指令333.2.4IPC上位机通信软件系统的设计343.2.5PLC下位机通信软件系统383.2.6PLC程序执行过程393.2.7PLC寄存器地址分配403.3本章小结43毕业设计（论文）目录V4.驱动桥总成试验的过程444.1试验台整体结构特点与用途444.1.1开式试验台444.1.2封闭式试验台444.2试验工作原理与流程454.2.1总成疲劳寿命试验464.2.2总成静扭试验的试验46结论50致谢51参考文献52毕业设计（论文）绪论10.绪论斯太尔系列驱动桥总成技术是我国在上世纪八十年代在国内没有重型汽车的背景下，引进奥地利斯太尔公司车桥产品生产制造和技术设计而开发的，在上世纪九十年代正式装车下线投入使用，其技术性能当时在国内是比较领先的。其与其它车桥相比具有节能、耐磨损、故障率小等的特点。在课题调研期间笔者针对斯太尔车桥的用户作了调查，普遍反映其故障率很低，性能良好。这主要取决于其生产设备的先进性以及试验设备的先进性。本课题主要针对安凯福田曙光车桥有限公司技术质量部斯太尔前、中、后桥总成综合试验台技术要求，完成对斯太尔驱动桥总成综合试验台电气部分的软、硬件研究和设计。0.1概述驱动桥总成是汽车的关键部件之一，其制动性能直接关系到汽车行驶安全，对整车质量影响很大。在汽车行驶过程中，驱动桥承受着繁重而复杂的载荷，它的传动件（齿轮及半轴等）要传递传动系中的最大转矩；它的承载件（桥壳）支承着汽车满载荷重，承受着作用于路面与车架或车厢之间的垂向、纵向和横向静、动（冲击）载荷，以及反作用力矩和制动力矩等。在这些载荷的作用下，驱动桥必须保持有足够的强度、刚度，足够的寿命，以及满意的其他性能（例如无噪音等）。为此，驱动桥总成及其主要零、部件必须经过严格的试验方能装车。在安全性越来越成为汽车工业关注的焦点的今天，对制动性能的检测要求也越来越高。驱动桥总成试验系统则是在汽车生产过程中对驱动桥总成性能进行检测试验，检测试验合格的车桥才用于装车。这不仅有利于提高汽车总装下线后的整车质量，减少返修和调整工作量，而且可利用检测结果分析和改进驱动桥总成在设计或加工装配中存在的问题。0.1.1驱动桥总成试验的研究的现状我国国产车辆生产随着国民经济的不断提高，有了突飞猛进的发展，在生产技术上有了很大的进步，随之相应的检测、监测试验设备的发展很快，在车辆整车和车辆零部件生产厂家均有自己的试验检验的设备。有整车试验场，包括整车道路试验场，整车台架试验台，以及总成、零部件台架试验台。可满足国内一些车辆的新产品开发试验、产品质量鉴定等的的需要。但就目前全国的研究情况来看，道路试验和台架试验两种检测方法基本上都是针对整车进行的。国内还没有具体针对某一式车桥总成而设计的试验设备，故其试验精度很难达到要求，试验效果不太理想，况且国内许多诸如驱动桥总成试验的研究发展自动化程度不高，严重成为我国汽车工业发展的瓶颈。0.1.2驱动桥总成试验的研究发展趋势就目前国内的研究情况来看，汽车总成和零部件的台架试验将会成为今后发展的主题，伴随着自动化技术和网络技术的进步，汽车总成和零部件的台架试验的研究自毕业设计（论文）绪论2动化程度、试验效率、试验精度会不断提高。我们就斯太尔驱动桥总成试验展开专门的研究，在系统运行的自动化程度、数据采集精度、系统运行监控措施、抗干扰技术、试验范围都作了较深入的研究。本次设计不仅巩固了我们已经学过得的专业知识，像自动控制系统、PLC、监测与转换技术、电机学又学习了许多像工控机技术、VB设计技术、数据库技术等新的专业知识，拓宽了我们的视野，提高了独立分析问题解决问题的能力，为以后工作打下坚实的基础。0.2斯太尔驱动桥总成综合试验台IPC-PLC自动控制系统组成部分斯太尔驱动桥总成综合试验台IPC-PLC自动控制系统由三大部分构成，其系统配置如图0-1所示。图0-1系统配制图0.2.1驱动桥总成试验机械自动控制系统驱动桥总成试验机械自动控制系统根据不同的试验采用不同的结构形式，如图0-2机械控制图，其属于开式系统适用于驱动桥总成综合试验、总成磨合试验；图0-3是驱动桥总成静扭试验机械控制系统，若进行疲劳寿命试验则需将试验台布置成闭式内循环装置，减小能量的损失。图0-4是驱动桥总成疲劳寿命试验机械控制系统。图0-2驱动桥总成综合、磨合机械控制图（主视图）传感器可编程序控制器现场机械设备毕业设计（论文）绪论3图0-3驱动桥总成静扭机械控制图（俯视图）图0-4驱动桥总成疲劳寿命机械控制图（俯视图）0.2.2驱动桥总成试验电气自动控制系统在进行斯太尔驱动桥总成综合试验时，试验条件及试验配置完备后，首先由系统的上位机工控机发出试验启动指令给下位机S7-200PLC，PLC再对试验台的电机或泵作出控制。试验台上的试验设备的主要部位都装有检测的传感器，传感器实时采集数据反馈给上位机工控机，工控机根据传感器的数据进行处理判断，在作出对PLC下一步的控制。就这样形成一个闭环，从而实现了完整的驱动桥总成的试验。其系统框图如下图0-5所示。0.2.3驱动桥总成试验监视和控制软件系统监视和控制软件系统能够操作控制试验过程，并对试验数据显示、处理、判断，并且在试验出现时异常发出报警信号（光信号和声信号），试验结束对试验数据打印。0.3论文研究的主要内容根据设计分工，我主要对监控系统的设计开发与实现过程、上位机工控机与下位机PLC自由口通信的原理与应用和部分实验流程过程作了研究，本文将对这些部分的原理或设计过程等进行详细的阐述，并对实验对象斯太尔驱动桥，作了一定的介