汽車起動機空載性能測試系統設計

史文

摘要：汽車起動機是汽車起動系統的關鍵零件，是衡量汽車整體性能的重要指標，其性能的可靠性和穩定性直接決定汽車能否正常起動。本文主要介紹了汽車起動機空載性能測試系統。首先，在分析起動機空載性能測試系統軟件功能需求的基礎上，采用模塊化編程思想將系統劃分為幾大功能模塊，并通過數據的相互關系將各個模塊綜合聯系起來;然后，通過對空載測試工藝流程分析，完成PLC控制程序的編寫與調試。

關鍵詞：汽車起動機;PLC;空載測試

中圖分類號：TP274

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（2018）12 - 0127 - 01

汽車起動機空載性能測試系統作為空載工位的核心，控制著起動機空載性能測試的整個流程。它既對提高起動機自動裝配和測試生產線效率起著至關重要的作用，又為起動機自動裝配和測試生產線綜合管理系統設計打下了堅實的基礎。

為實現起動機空載性能全自動化測試，需要考慮以下幾個方面的問題：

（1）必須能夠實現對起動機自動接線和夾緊功能。為能夠對起動機性能進行測試，需要為此提供一個穩定的電壓，并且在測試過程中起動機具有較高的轉速，考慮測試的安全，系統必須能夠將起動機可靠地夾緊。

（2）該系統采用流水線方式，所以在該工位的生產節拍和上、下料方式必須實現簡單方便且易于控制。

（3）不同的測試項目有不同的測試條件，故測試系統必須能夠按照起動機設置的測試順序和測試項目，進行平穩的切換。

（4）系統必須保證自動化測試過程安全可靠，并提供良好的故障診斷技術和安全保護措施。

1 汽車起動機的工作原理

汽車起動機主要由控制裝置、傳動機構和動力機構——直流電動機三大部分組成。起動機主要用三個部件來實現整個起動過程。起動機電路的通斷由控制裝置電磁開關來控制;傳動機構驅動齒輪與飛輪齒圈嚙合，同時能夠在發動機起動后自動脫開;直流電動機則是將蓄電池的電能轉化為起動機的動能驅動飛輪產生機械運動。其中，直流電動機是起動機內部的主要部件，它完成以安培定律為基礎的能量的轉化過程，即通電導體在磁場中受力的作用。

起動機具體起動過程：點火開關閉合，吸引線圈和保持線圈通過電流后，產生磁場，將鐵芯吸入，帶動單向嚙合器沿電樞軸螺旋齒槽后移，使起動機齒輪和飛輪嚙合。當起動機齒輪和飛輪完全嚙合時，電磁開關閉合，直流電動機回路接通，同時吸引線圈短路，通過保持線圈使直流電動機處于供電狀態，此時電動機開始旋轉，經嚙合器帶動發動機啟動。 2空載測試流程 為了讓工作人員操作方便，且實現全自動測試，空載測試系統采用九個氣缸控制空載測試工位起動機的自動上料、夾緊、接線及其吸合試驗的擋齒前進、空載轉速試驗的測速機械手前進和間隙檢測試驗的位移傳感器前進等動作。這些氣缸的邏輯動作由PLC程序控制，并通過傳感器反饋給上位機，共同實現起動機空載性能測試系統的全自動控制方案。

根據控制任務的要求以及在考慮安全、效率、工作可靠性的基礎上，系統在所有的氣缸中都安裝了感應式接近開關，以實現氣缸運動的安全互鎖，避免事故發生，即只有頂升缸頂到位了，夾緊氣缸才能動作;反過來，只有夾緊解除了，頂升缸才能下降。在吸合試驗擋齒、空載轉速機械手和位移傳感器機構中也設置了自動保護裝置，即只有在它們均收藏起來的情況下，頂升缸才能動作，以免將傳感器等機構打壞。空載性能測試系統工藝流程為：在測試開始之前，必須按下“運行準備”按鈕，PLC接收到信號后，掃描輸入端口，檢測到有工件在空載測試工位后，發出命令。首先讓頂升缸上升，到位后夾緊缸動作將工件夾緊固定，然后接線缸前進，將主電源和起動機接通，所有動作完畢后。令測速氣缸，擋齒氣缸，位移氣缸處于原位就緒。接著根據相應的測試項目，上位機發出相應的指令給PLC輸入端口，PLC根據端口信號配合測試執行相應的動作，測試完畢后根據產品是否合格，合格則放行進入下一負載工位，不合格則下線搬到不合格產品區。

根據空載性能測試系統的測試工藝流程，下位機PLC程序分為三大部分進行設計，即測試前準備，測試中處理，測試后放行三個部分。

3 程序調試

起動機空載測試子系統調試主要包括以下幾個步驟：

（1）首先，對下位機PLC，PCI - 1710板卡硬件進行調試。在硬件調試前，必須先對電路接線進行細致檢查，觀察各個信號連接是否一一對應，是否有短路和斷路的情況，確保各硬件連接準確可靠。硬件檢查好后，進行軟件的編寫并做一些簡單的測試程序確定硬件接線的工作情況。

（2）其次是上位機測試軟件的運行調試。進入組態王軟件界面，點擊運行，

查看組態王的信息窗口，檢查組態王和歐姆龍PLC是否建立連接。為確保連接正常，需注意以下幾個問題：1、硬件連接的COM口必須與所設置的COM口一致;2、通訊參數的設置必須符合歐姆龍硬件規定（9600，7、2、N），且采用Hostlink連接方式。

（3）最后檢查組態王和ActiveX控件數據交換是否正常，該步直接影響起動機測試是否能正常進行，主要檢查電壓、電流、轉速、位移等模擬量值是否與組態王動態交換正常，Active控件是否能正常獲取組態王中參數設置模塊中的相應參數。

參考文獻：

[1]王雅琳.起動機性能微機測試系統田.工業控制計算機，2008，（4）：24.

[2]王文林.新型汽車起動機綜合測試設備的研制[J].工程設計學報，2013 ，10（4）：183 - 187.

[3]楊亭.汽車起動機性能自動測試系統研究與應用[J].中國儀器儀表，2015，（6）：89.