轴承试验机微机群控系统的改进

　　摘　要：应用工控机技术和信息处理技术对轴承寿命试验机进行微机群控系统改造，使轴承试验由过去单台、人工操作改为群控方式，解决了原试验效率低下，结果不准且难以汇总分析的问题。
　　关键词：试验机；工控机；数据采集卡；信号调理板
　　1　前言
　　目前，在轴承行业中多数轴承寿命试验机仍采用人工检测方法，其主要缺点是：手工调节轴承载荷；在线轴承试验参数的实时读取均由人工目测、抄写，工作量大，准确率低，汇总分析困难。为准确快速测定轴承寿命参数，避免人工经验测量带来的种种弊端，采用工业控制计算机技术和信息处理技术对轴承试验机群进行微机监控改造就显得十分必要。
　　2　系统组成
　　计算机监控轴承疲劳试验机测控系统主要由传感器单元、信号调理单元、数据采集单元、监控主机及外设、PLC可编程控制器、步进单元、系统支持平台、采集分析及管理软件组成。系统框图见图1。 　　（1）传感器单元　主要包括振动传感器及调理模块，温度传感器及其变送器，压力传感器及其变送器，用于检测轴承试验机上每个轴承的振动、温度和压力值并将其转换为电信号。每台轴承试验机上有1个振动、4个温度、2个压力、1个转速等多个测量输入点，其中转速是用接近开关测量并将结果送入PLC。
　　（2）信号调理单元　使用6块/PCLD-789D板卡，它是用于模拟量输入端的前端信号调理及通道多路选通板，能够提供多路选通16个差分输入通道，可输入到数据采集卡一个输入通道上，且Z多可级联10块PCLD-789D，能满足处理多路信号的要求。它将传感器单元过来的信号经过处理送到数据采集单元中，由于每台试验机上有7路传感器信号，故一块PCLD-789D可接入2台试验机的传感器信号。
　　（3）数据采集单元　使用的PCL-818L板卡是一种高性能多功能的数据采集卡，可将PCLD-789D过来的信号经过12位A/D转换后送入工控机主机。
　　（4）监控主机
　　采用ACP-4001工控机，它属于整合型一体化低成本的解决方案，整个系统易于维护和升级，是现场数据采集、处理及控制的主要部分。
　　（5）在控制机房还配置了一台P4电脑与工控机通过局域网进行通讯，使操作人员在机房就可以实时获取信息，处理各种事务及控制系统的运行。配置的打印机可根据需要打印实时数据和信息。
　　（6）PLC作为工控机的下位机与步进单元完成对载荷压力进行自动调节和补偿的任务。工控机将压力变送器传过来的压力值与试验设定值进行比较，并将结果送入PLC控制步进电机正转或反转以增加压力或减少压力使其达到设定值。另外，PLC还将处理接近开关的信号，测出轴承的实时转速并将其传送给工控机。本系统采用FX1N-24MT可编程控制器，为了与工控机通讯，使用FX-1N-485BD通信模块，这种模块能进行可编程控制器基本单元之间的并联链接或计算机链接，本系统使用的是工控机链接，通讯格式如下：1位停止位，7位数据位，无校验，波特率设置为9600BPS，RS-485接口计算机链接，自动添加和校验码，使用专用协议，协议格式4。这种通讯格式只要将数据区D8120设置为E080就可以了。
　　（7）系统支持平台采用的是可靠性高、通用性好的WIN98/NT操作系统，采用亚控组态王作为监控组态软件，使控制系统变得更加简单实用。微机群控系统组态画面有主画面、单机参数画面、报警画面等，使操作人员能方便地完成对试验机参数的监控工作，并对报警给予及时响应。
　　轴承试验机群监控系统的改造，解决了轴承行业轴承寿命试验效率低下、检测结果不准确和难以汇总分析等问题，使轴承试验的全过程更具科学性和实时性。