基于PLC的板簧耐久試驗臺的PID計算機控制系統(tǒng)

夏永勝，吳秋生

(合肥工業(yè)大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院，安徽合肥230009)

汽車板簧的性能對于汽車安全行駛期、乘用舒適性有著至關(guān)重要的作用［1］。板簧耐久試驗臺的作用就是測試汽車板簧的壽命數(shù)據(jù)、剛度數(shù)據(jù)、最大變形量數(shù)據(jù)，以確定板簧是否能滿足安全、舒適等要求。其中汽車板簧壽命數(shù)據(jù)的測量所需要加載的波形為正弦波，需要循環(huán)的周期數(shù)最多，控制系統(tǒng)也相對最復(fù)雜，故文中主要論述疲勞實驗(耐久實驗)控制系統(tǒng)的設(shè)計。選擇比例伺服液壓缸作為驅(qū)動裝置，采用磁致伸縮位移傳感器作為測量反饋活塞桿位移信息的元件，與傳統(tǒng)的機械驅(qū)動相比，噪聲小，可以加載任意波形，振幅、周期也可多變。結(jié)果表明:用PLC實現(xiàn)PID 控制功能，是一種經(jīng)濟、實用的新方法。

1 系統(tǒng)硬件及控制流程圖

圖1 所示為伺服缸結(jié)構(gòu)圖［2］，磁致伸縮位移傳感器固定不動，磁環(huán)固定在活塞桿末端，隨著活塞桿一塊移動，傳感器輸出的電壓隨著磁環(huán)的移動而變化，這樣就可以把活塞桿的位移信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。

圖2 為板簧耐久試驗臺伺服缸控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，可以看出數(shù)據(jù)的流向。上位機(工控機)依據(jù)正弦波周期、幅值等發(fā)出位移指令 (電壓信號V0)到PLC，PLC 把這些位移指令傳給比例伺服放大器，比例伺服閥依據(jù)比例伺服放大器運算后的電壓信號(K·V0)調(diào)節(jié)閥口開度，進而控制比例伺服液壓缸的進口液壓油流量Q (如圖3 所示，隨著比例伺服閥輸入電壓的V 變化，流量Q 也會呈線性跟著變化)，最后可以控制伺服缸的活塞桿位移。……