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1、恒力吊架性能曲线计算机测试程序设计文献材料2010年12月17日恒力支吊架性能检测系统的研制摘要:探讨了微机检测系统结构、硬、软件设计及系统实施中的关键性技术问题,设计了系统电气测量、控制和通信部分的硬件和软件,分析了系统的可靠性及采取的措施。恒力弹簧支吊架是指位移在一定范围内变化时,外部作用的载荷值保持不变的机构。恒力弹簧支吊架在电站设备、锅炉及水暖系统等一些要求承受恒定载荷的系统中起着消除形变,产生恒力的作用。恒力弹簧支吊架的质量直接影响使用该产品的系统及设备的工作性能。故对恒力弹簧支吊产品的测试就显得十分重要。目前这种恒力弹簧支架产品的测试系统一直靠国外引进
2、,成本及测试费用高。尤其是一些中小型企业的恒力弹簧支吊架产品,由于缺乏必要的检测手段,恒吊的质量一直得不到保证。鉴于此,根据GB1018188对恒力弹簧支吊架的测试指标要求,设计了恒力弹簧支吊架微机测试系统。该测试系统通过外施载荷,使吊架产生位移,测量产生的位移量和施加的载荷值得到一个位移载荷二维曲线,由计算机对该曲线的数据进行分析和处理,根据处理结果来判断产品是否合格,并为产品的进一步调整提供参考建议。因此,本系统的关键是测量两个量:位移量和载荷量,同时由系统提供对加、减载荷过程的控制。1微机测试系统构成根据测试指标要求和系统的测试原理,本系统采用机械和计算机相
3、结合的方案构成微机检测系统。其中机械部分完成位移量和载荷量的检测,电气和计算机部分完成数据的采集、处理、传输和控制1.1机械系统载荷的加、减：由于该测量系统国际要求载荷能在0t～50t的范围内平稳地变化,位移量在0m～1.5m间,故本系统采用液压传动方式向被测对象加、减载荷值,其结构如图1所示。系统对载荷的加、减及位移方向的控制,通过控制油缸中活塞运动方向,即换向阀中阀体的位置来实现。对恒吊位移的测量:通过测量油缸中活塞的位移来实现对载荷的测量:实际是测量系统所受的拉力。选择常用的剪应变传感器来测量系统所受的载荷。测量所得的位移量须进行修正。方法是:先测出连接件的
4、位移-载荷曲线（图2中曲线①），然后加恒吊测量位移-载荷曲线（图2中曲线②），恒吊的实际位移就等于在相同载荷下的总位移减去连接件的位移（曲线③）。1.2 计算机系统本测试系统控制的核心部分（上位机）采用PC机来实现。控制液压换向阀位置的开关量由PC机直接产生。由传感器测得的位移量和载荷量均为模拟量,必须转换成为数字量才能由计算机系统来处理。由于工作现场存在着强的电、磁干扰如（如电弧焯、大功率的4恒力吊架性能曲线计算机测试程序设计文献材料2010年12月17日机床的启停等），为减少传感器产生的模拟量在长距离传送过程中所受强电、磁干扰。在传感器旁完成放大和A/D转换。
5、形成数字信号，再将所得数字信号送到计算机系统。计算机系统结构如图3所示。2 计算机系统的硬、软件设计本系统采用集散型控制方案,由一台PC机作为上位机,三台单片机系统作为下位机,作现场测量与控制。2.1 计算机系统构成(1)下位机的构成由于测量位置和控制的分散性,本系统采用三台单片机构成下位机系统:其中①②号两台单片机系统用于分别对位移量和载荷量的检测与传送,③号单片机系统用作控制液压换向阀①②的位置与液压泵站（见图1）。(2)上位机的组成系统用一台PC机作为上位机对数据进行集中处理,再产生对过程的控制信号,传送给③号单片机系统,实现数据的集中处理、分散控制的模式。
6、(3)上、下位机之间的通讯上、下位的通信采用常用的RS232C串行起止式异步通信协议,格式如图4所示。RS2232C中规定逻辑“1”的电平-3V～-15V,逻辑“0”的电平为+3V～+15V,将这种电平信号直接传送的最大距离为30m,与调制解调器相结合可以实现数据的远距离传送。本系统中上、下位机间的实际距离小于30m,信号直接传送,采用三线制:发送数据线、接收数据线和一根信号地线。数据传送格式为:1位起始位,8位数据位,1位校验位,1位停止位,波特率为4800BPS。由于RS2232C通信协议中自身不包含地址信息,因此检测系统利用一个字节将各下位机编址,作为上、下
7、位机的控制命令字,格式如下:D7D6D5D4D3D2D1D0其中各位的意义为:4恒力吊架性能曲线计算机测试程序设计文献材料2010年12月17日D7D600①号下位机返回位移;01②号下位机返回载荷;11①②号下位机同时锁存该时刻的位移和载荷;10向③号下位机发出控制字,控制液压换向阀、液压泵站;D2控制液压换向阀的①号位置;D1控制液压换向阀的②号位置;D0控制液压泵站;其中D2,D1,D0位的值为“1”时表示动作,值为“0”时表示关闭相应机构。下位机传送到上位机的数据为16位二进制数。2.2 系统硬、软件设计(1)下位机设计检测下位机①②号下位机分别完成对位移
8、量和载荷量
