工程机械回转接头试验装置测控系统设计.pdfVIP

2015年第 8期 王立杰 ：工程机械回转接头试验装置测控系统设计 2．3．2 F／V转换 电路 发送／接收器，适用于各种 EIA一232E的通信接 由于扭矩与转速传感器的输出信号为脉冲频 口，它不仅提供了1TrL和CMOS逻辑转换匹配 电 率信号，而单片机处理信号为电压信号，所以选择 路，而且符合 RS一232C的技术指标，并只需要单 芯片LM2917N来进行频率电压转换。芯片中包含 一 的+5V电源。 一 个高增益的运算放大器／比较器，内含的转速计 2．3．4 PLC接 口电路 使用充电泵技术，对低纹波具有频率倍增功能，此 为保证各电磁阀得失电的准确性，防止由于干 外LM2917N还带有完全的输入保护电路。由于扭 扰导致 电磁阀的误动作，选用 PLC作为控制器。 矩与转速传感器安装于旋转的机械装置上，为了防 单片机与PLC之间的接 口电路，主要是开关量的 止信号干扰，选择6N137高速光耦隔离高频信号。 检测与控制，采用光 电隔离技术，所选择的光耦型 6N137具有温度、电流和电压补偿功能，转换速率 号是P521。PLC的Y输 出端作为光耦的输入端， 高达 10MBit／s，输入 电流极小。 单片机引脚 P2．4、P3．3、P3．4、P3．5检测信号变 2．3．3 RS一232串口电路 化，当信号由高变低时，单片机进行数据采集与处 电路中与上位机 Labwind0Ws／cVI的通信通 理，当低压达到 1MPa、高压达到32MPa时，单片机 过RS一232串口实现，由于 STC12C5410AD单片 引脚 P2．5、P2．6、P2．7、P3．7作为光耦的输入端， 机的工作电压为5V，所以这里选用MAXIM公司的 光耦输出信号触发继电器，使得PLC的x触点得 MAX232芯片，此芯片是低功耗、电源双 RS一232 电。PLC接 口电路如图4所示。 图4 PLC接 口电路 · 47 · 2015年第44卷 机械设计与制造工程 2．4 数据采集 系统软件设计 3．1 PLC选型 2．4．1 串口通信协议 根据系统电气控制方案，输入要占用22点，输 系统使用的通信方式是 RS一232串 口通 出要 占用28点，再考虑点数余量，PLC总的I／0点 信 5J‘，通信协议中的上位机是LabWindows／cVI，下 数应在55—58点。因此综合考虑试验装置的稳定 位机是单片机。具体协议如下： 性、性价 比及电磁阀的可靠性_6]，选择64点的三菱 通信格式：1位起始位、8位数据位、1位停止 FX2N系列PLC，并选择基本单元输 出类型为继 电 位 以及累加校验。考虑到工业环境的干扰因素，故 器输 出。 通信时采用屏蔽双绞线并将波特率设定为较低的 3．2 PLC控制程序 4800bps，以防数据误传和丢失。 在进行PLC程序设计之前，先根据系统的功 此通信协议主要用于上位机对下位机压力、扭 能拟定程序流程图，然后采用梯形图来设计 PLC 矩、转速数据的命令发送，下位机将压力、扭矩、转 程序，程序以满足系统控制要求为主，逐一编写实 速数据上传给上位机。上位机向下位机发送测试 现各控制功能的子程序。回转接头试验装置测控 数据命令，下位机接收到命令信号，若校验正确则