液壓離合器液壓操縱系統(tǒng)性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
汽車新型液壓離合器液壓操縱系統(tǒng)幾乎100%使用先進(jìn)的工程塑料,克服了金屬離合器總、分泵的缺點(diǎn),產(chǎn)品可靠性高,耐久性壽命試驗(yàn)達(dá)150萬(wàn)次以上。為了能更好地對(duì)這種新產(chǎn)品進(jìn)行研制和性能測(cè)試,需要自主開發(fā)一種適合生產(chǎn)環(huán)境、快速、穩(wěn)定、通用的檢測(cè)設(shè)備,以滿足生產(chǎn)過程中每件必檢的一道工序的需要。據(jù)此,本設(shè)計(jì)基于NI Labwindows/CVI開發(fā)平臺(tái)、研華PCL-812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡,根據(jù)菲亞特(FIAT)標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)出了滿足要求的汽車新型液壓離合器液壓操縱系統(tǒng)性能測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)速度快、運(yùn)行可靠,能實(shí)現(xiàn)硬件動(dòng)作、數(shù)據(jù)采集、分析和存儲(chǔ)。
測(cè)試原理
測(cè)試系統(tǒng)主要包括:計(jì)算機(jī)部分、接口電路部分、離合器液壓操縱系統(tǒng)和工作臺(tái)架。如圖1所示,測(cè)試系統(tǒng)利用空壓機(jī)氣源作為壓力源,經(jīng)電磁換向閥推動(dòng)汽缸工作,汽缸操作離合器液壓操縱系統(tǒng)工作,位移傳感器、力傳感器的模擬量信號(hào)經(jīng)外圍信號(hào)調(diào)理通過數(shù)據(jù)采集卡送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、文件管理;同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以發(fā)出指令,通過數(shù)據(jù)采集卡經(jīng)外圍接口電路控制電磁換向閥工作,電磁換向閥控制汽缸的進(jìn)退,從而控制離合器液壓操縱系統(tǒng)的工作,完成系統(tǒng)性能測(cè)試功能。
圖1 測(cè)試系統(tǒng)的組成
虛擬儀器與Labwindows/CVI開發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集卡
為了能在較短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建一套高性價(jià)比的性能測(cè)試系統(tǒng),本設(shè)計(jì)采用虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想,充分利用Labwindows/CVI開發(fā)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
研華的數(shù)據(jù)采集卡在接口設(shè)計(jì)的兼容性方面相對(duì)比較成熟,在Labwindows/CVI下調(diào)用研華的功能函數(shù)步驟比較簡(jiǎn)單,因?yàn)檠腥A的引入庫(kù)文件(Adsapi32.lib)在Labwindows/CVI下可直接加到項(xiàng)目文件(.Prj)中,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用研華PCL—812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡。
外圍接口電路部分
為了實(shí)現(xiàn)模擬量輸入和數(shù)字量的輸出,設(shè)計(jì)開發(fā)了外圍接口電路,即接口卡。外圍驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示,采集卡數(shù)字量輸出(DO)經(jīng)光電隔離模塊4N35,保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外圍電路相互隔離,4N35觸發(fā)功率模塊IRFP導(dǎo)通,IRFP功率模塊導(dǎo)通換向閥,從而控制汽缸的進(jìn)、退,保證測(cè)試按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序流程進(jìn)行。
圖2 外圍驅(qū)動(dòng)電路
軟件設(shè)計(jì)流程
圖3是測(cè)試程序流程圖,測(cè)試具體步驟如下。
圖3 軟件流程圖
1)首先進(jìn)行程序初始化,包括讀入?yún)?shù)設(shè)置值、初始化虛擬儀器面板。
2)按下性能試驗(yàn)按扭,系統(tǒng)準(zhǔn)備進(jìn)行性能試驗(yàn)測(cè)試
3)初始化采集卡,如果初始化成功,進(jìn)入性能試驗(yàn)測(cè)試階段。系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行位移傳感器和力傳感器零位校準(zhǔn),避免造成測(cè)量誤差。
4)系統(tǒng)指令采集卡數(shù)字量輸出高電平,經(jīng)接口板、隔離模塊、功率模塊、換向閥,推動(dòng)氣缸前進(jìn),離合器液壓操縱系統(tǒng)動(dòng)作。
5)測(cè)試系統(tǒng)每5ms掃描一次位移傳感器和力傳感器的讀數(shù),比較力傳感器值和力傳感器的設(shè)定值,如果測(cè)量值小于設(shè)定值,氣缸繼續(xù)前進(jìn),同時(shí)在圖中畫出所測(cè)試的位移和輸出力的值。
6)力傳感器測(cè)量值達(dá)到設(shè)定值,系統(tǒng)指令采集卡數(shù)字量輸出低電平,經(jīng)接口板、隔離模塊、功率模塊、換向閥,氣缸后退。
7)測(cè)試系統(tǒng)每5ms掃描一次位移傳感器和力傳感器的讀數(shù),如果力傳感器測(cè)量值不為零,則汽缸繼續(xù)后退,同時(shí)在圖中畫出所測(cè)試的位移和輸出力的值。
8)如果力傳感器測(cè)量值為零,存儲(chǔ)實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù),以備進(jìn)行離線分析和數(shù)據(jù)核查,本次測(cè)試結(jié)束。
測(cè)試系統(tǒng)特點(diǎn)及實(shí)例
圖4是測(cè)試結(jié)果顯示,本測(cè)試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)排氣、自動(dòng)排氣、密封性試驗(yàn)、性能試驗(yàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和調(diào)用歷史數(shù)據(jù)顯示歷史曲線等功能?;贚abwindows/CVI開發(fā)平臺(tái)的功能作了如下設(shè)計(jì)。
圖4 測(cè)試結(jié)果
評(píng)論