液压万能材料试验机智能载荷采集系统的研究

1、第27卷第1期煤矿机械2006年1月CoalMineMachineryJan.2006Vol127No.1文章编号:100320794(2006)0120132202液压万能材料试验机智能载荷采集系统的研究季厌浮(黑龙江科技学院,哈尔滨150027)摘要:阐述了液压万能材料试验机智能载荷采集系统,为材料检测的准确、客观及公正提供了技术保障。同时也为质量监督部门和材料用户的数据共享提供一种经济、快捷的途径和手段,具有良好的经济效益和社会效益。关键词:智能载荷;采集系统;试验机;中图号:TH87JIYan-fu(HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology

2、,Harbin150027,China)Keywords:intelligenceload;gatheringsystem;experimentmachine;technologyguarantee0引言2P051=25电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行。P051=26速度调节器的优化运行。P051=27励磁减弱的优化运行。P051=28摩擦和转动惯量补偿的优化运行。自动优化完成之后,可根据实际需要进行一定的手工优化调整,常用的手动调整参数有:电流、转矩限幅,斜坡函数发生器和固定值设定等。2.3PLC的程序设计本系统外围信号处理采用了SIMATICS7-200可编程控制器,该系列PLC采

3、用模块式结构,可靠性高,配置灵活,具有良好的环境适应性和抗干扰能力;在Windows平台上运行的SIMATICS7-200软件简单易学。为充分利用PLC的硬件与软件资源,在设计与确定IO点数时,不可局限于原继电器接触器控制线路。应根据龙门刨床的工艺要求,硬件仅保留直接面向人和设备的输入、输出点,省去一切中间环机在我国的钢铁、建材、冶金和化工等行业被广泛应用。目前,估计国内已拥有数万台国产及进口的各类试验机,大多为手工控制、操作,主要用于原材料检验、质量监督检验、质量控制及教学,担负着材料或产品的常规力学性能测试,无法定量地满足GB22887标准要求。所以,研制一种适用于液压万节,软件采用灵活的

4、编程方式,软件结构根据控制要求而设计,用梯形图语言编写(PLC主程序流程图略)。3结语可编程控制器以其抗干扰能力强、可靠性高、使用灵活等优点在工控领域得到广泛运用。而用6RA70直流调速器取代老式装置可大大提高系统的稳定性,将两者有机地结合起来,是目前机床电气改造的主要手段,值得大力推广。枣庄矿务局第一机械厂8m龙门刨床全数字控制系统自2005年4月投产运行至今,一直安全、可靠地工作,操作方便、运行稳定,大大提供了生产效率,显示出全数字直流控制系统强大的生命力、广泛的应用前景及推广价值。参考文献:1陈伯时.电力拖动自动控制系统M.北京:机械工业出版社,2000.2惠晶.变频调速器和PLC在龙门

5、刨床上的应用J.电气传动,1998,1(1):29-31.3梁述明,等.龙门刨床全数字直流调速系统J.武汉冶金科技大学学报,1998,21(2):216-219.作者简介:谭国俊(1962-),贵州遵义人,博士生导师,1984年毕业于中国矿业大学,发表论文11篇,出版专著1篇.收稿日期:2005210210能材料试验机的智能载荷采集系统,为材料检测的准确、客观及公正提供了技术保障,同时也为质量监督部门和材料用户的数据共享提供一种经济、快捷的途径和手段,具有良好的经济效益和社会效益。1智能载荷采集系统的特点对指针指示盘式液压万能试验机,必须配置电测传感器,该系统使用了压力传感器,主要完成压力数据

6、的采集。压力传感器用于改造液压式试验机及某些电子液压式试验机,通过三通接头直接加装在机器的油缸、油路系统中,通过压力传感器测量油缸内油的压力,乘上一定的系数(面积),就可以换算出试验机加在试件上的压力。通过油压的变化反映试样上的力值变化,过程中,阀,处理测试结果,测量精度明显提高,力(最大拉力)和钢材的屈服点参数等,由压力换算出极限强度,将测量结果以及试验组号、试件号和试验时间等通过串行接口发送到上位机,由上位机再做进一步处理。本仪表记录力值时以kN为单位,极限强度单位为MPa,两者根据物理量纲进行换算。2智能载荷采集系统的研制方案系统的构架采用基于97C52单片机的形式,其主要优点是成本低,

7、体积小,便于实现嵌入系统。系统框图如图1所示。质量控制的标志。因此,只要能自动检测出最大负荷,即峰值力,就可以得到抗拉强度。检测的程序框图如图2所示。图2抗拉强度检测程序框图Fig.2Programchartofdetectingpull-resistanceintensity4可靠性分析图1智能载荷采集系统组成框图Fig.1Composechartofthegatheringsystemofintelligenceload试验机回油路上串接的压力传感器输出的V级小信号通过屏蔽电缆送入信号放大调理模块,完成信号的放大、滤波及极性转换等。放大后的模拟信号经数字化模块转化为数字量,传送给单片机,经

8、过标定、运算及零点补偿等处理,在液晶模块上显示出来,同时经串行接口传送到上位机。考虑到油压的变化一般比较缓慢,模数转换采用4位半双积分转换芯片ICL7135,具有14位分辨率。键盘提供人机交互的手段,在软、硬件上采用PS2标准,以与PS2键盘接口。图中的数据保存模块具有掉电保护功能,主要是保存当前委托编号、采集数据等信息不因断电而丢失。3抗拉强度的检测原理与实现抗拉强度是指单向静拉伸试样(或工件)所能承受的最大负荷(允许承载力)与公称截面积之比。它是最大均匀塑性变形抗力的指标,作为产品规格或本系统是信号采集系统,系统的可靠性问题主要是与小信号有关的一系列问题。小信号必须经过调理才能进行数字化处

9、理。信号调理模块应尽可能靠近信号源或传感器,这样信号在受到环境噪声影响之前即被放大,使信噪比得到改善。传感信号放大用放大器与一般的通用运算放大器相比,在性能上有更为特殊的要求,表现在:高输入阻抗、高共模抑制比、低温漂、低失调、低噪声、高闭环增益、高稳定性及良好的线性度等。特别是信号调理放大所用的电源系统以及数字电路地与模拟电路地之间的关系。如果对这些方面没有足够重视的话,会使测量结果不稳定,而且会不时出现难以理解的突变的“大数”现象,从而导致所有参数可信度下降,甚至测试失败。5结语液压万能材料试验机智能载荷采集系统的研制,为材料检测的准确、客观及公正提供技术保障,同时也为质量监督部门和材料用户的数据共享提供一种经济、快捷的途径和手段,具有良好的经济效益和社会效益。参考文献:1马明建,等.数据采集与处理技术M.西安:西安交通大学出版社,1998.2金萍.WE系列液压万能材料试验机的微机控制系统J.机电工程,1999(5):236-237.3张丽荣,