Matrix應(yīng)用于差速器空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)
北京梅智克斯電氣技術(shù)有限公司
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、零部件供應(yīng)商和規(guī)模較大的零部件廠把形成自主開發(fā)能力建設(shè)擺到重要地位，如何提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水準(zhǔn)，成為在競爭中取勝的關(guān)鍵因素。
在新車型的研發(fā)中，驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系中關(guān)鍵的部件總成，而差速器則是驅(qū)動(dòng)橋的關(guān)鍵部件之一。差速器保證了車輛在路面不平或遇到轉(zhuǎn)彎時(shí)，其來自同一動(dòng)力源的左、右車輪以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。差速器的性能直接決定著車輛的轉(zhuǎn)向性能、通過性和可靠性。如果差速器的性能不好，一方面會(huì)加劇輪胎磨損和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，影響車輛的通過性和操縱性。國內(nèi)外大多車橋制造企業(yè)所需的差速器都是分別從零部件制造廠購買齒輪、殼體、墊片等零件，然后自行裝配差速器總成。因此總成后的差速器各參數(shù)和性能的檢測就顯得尤為重要。
本文所介紹的差速器空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)，主要用于差速器、傳動(dòng)橋、分動(dòng)箱、傳動(dòng)箱等產(chǎn)品的量產(chǎn)工藝驗(yàn)收檢測。可完成空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、空載磨合試驗(yàn)、差速鎖結(jié)合分離試驗(yàn)、氣動(dòng)離合器結(jié)合分離試驗(yàn)等項(xiàng)目。采用梅智克斯公司Matrix高端人機(jī)界面作為上位監(jiān)控設(shè)備，內(nèi)嵌CloudControl組態(tài)軟件。采用研華模塊15個(gè)（485串口），ABB變頻器1臺(tái)，Raytek紅外溫度傳感器3臺(tái)，油溫傳感器2臺(tái)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器1臺(tái)，電磁氣動(dòng)閥組及氣動(dòng)缸1套，通過modbus通信。本系統(tǒng)沒有使用PLC，控制與邏輯關(guān)系通過Matrix實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行過程中，通信速度可以滿足需求。
系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)框圖如下：
試驗(yàn)臺(tái)由試驗(yàn)動(dòng)力臺(tái)架、試驗(yàn)動(dòng)力總成、試驗(yàn)工作臺(tái)、試驗(yàn)工裝夾具、試件聯(lián)軸器、防護(hù)網(wǎng)罩、主動(dòng)力柜、主控制臺(tái)、測溫現(xiàn)場接線箱、溫度傳感器、壓縮空氣閥組等部件構(gòu)成。外圍部件氣動(dòng)閥組，可對(duì)差速器的差速鎖和分動(dòng)控制器進(jìn)行控制。
試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)主要包括：輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩、軸承工作區(qū)零件外露表面溫升、潤滑油油溫及溫升等。
系統(tǒng)功能
1、 與硬件通信快速。操作者可自行設(shè)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速（最高限定為3000r/min）、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行轉(zhuǎn)向等參數(shù)，允許不停機(jī)情況下更改參數(shù)，允許急停。
2、 自動(dòng)完成測試過程。操作者按照試驗(yàn)工藝規(guī)程要求設(shè)置好試驗(yàn)參數(shù)后，試驗(yàn)臺(tái)將按照設(shè)置的測試流程完成試驗(yàn)并記錄結(jié)果。
3、 試驗(yàn)內(nèi)容修改簡便。全部邏輯時(shí)序控制等由Matrix完成，無PLC。遇到產(chǎn)品改型、新產(chǎn)品開發(fā)、小批量多品種生產(chǎn)時(shí)，僅僅修改Matrix就可以完成試驗(yàn)設(shè)備的功能及試驗(yàn)內(nèi)容變更。修改過程快捷簡便。
4、 實(shí)時(shí)曲線趨勢。試驗(yàn)過程中可通過儀表、數(shù)碼管、實(shí)時(shí)曲線等方式監(jiān)視試件轉(zhuǎn)速、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、差速鎖狀態(tài)、離合器狀態(tài)、試件表面溫度、潤滑油溫及試驗(yàn)主動(dòng)力系統(tǒng)等參數(shù)。
5、 報(bào)警及記錄。可通過聲音、手機(jī)短信等方式對(duì)轉(zhuǎn)矩、表面溫度、油溫等關(guān)鍵參數(shù)以及試驗(yàn)是否完成進(jìn)行報(bào)警、報(bào)告并記錄。
6、 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢及共享。通過數(shù)據(jù)庫對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，支持查詢和統(tǒng)計(jì)分析，并可通過USB數(shù)據(jù)接口輸出，同時(shí)Matrix具有有RJ45以太網(wǎng)口，通過擴(kuò)展可以網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)共享。
7、 安全管理系統(tǒng)，根據(jù)操作者級(jí)別設(shè)定權(quán)限，配合事件記錄功能，可有效管理系統(tǒng)安全，為故障分析提供依據(jù)。
系統(tǒng)特色
1. 傳統(tǒng)的差速器運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)采用VB語言編程實(shí)現(xiàn)控制，本試驗(yàn)臺(tái)采用組態(tài)軟件替代了VB編程，極大地提高了開發(fā)效率，并提升系統(tǒng)的可維護(hù)性。
2. 系統(tǒng)采用組態(tài)軟件，使控制系統(tǒng)可以與上層企業(yè)信息系統(tǒng)相連接，可以輕松實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部的共享。也為將來利用WEB進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和訪問打下基礎(chǔ)。
3. 系統(tǒng)架構(gòu)、硬件、軟件等有完全的開放性，可容易進(jìn)行試件種類更換、測試性能擴(kuò)展，系統(tǒng)更加通用，也為后期對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行功能擴(kuò)展、修改、升級(jí)打下基礎(chǔ)。
4. Matrix人機(jī)界面采用散熱片散熱，硬盤采用電子盤，這種設(shè)計(jì)省去硬件中的風(fēng)扇和磁頭，提高了防震、防塵的性能，擴(kuò)大了工作的溫度濕度范圍，有效提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
5. 采用windows embedded操作系統(tǒng)，開機(jī)直接進(jìn)入登陸界面，減少人為操作帶來的安全隱患，有效提升系統(tǒng)的安全性。
6. 內(nèi)嵌組態(tài)軟件為CloudControl，界面美觀、易學(xué)易用。與硬件的高亮度寬視角的顯示屏匹配，使監(jiān)控更直觀，操作更加人性化。
7. CloudControl組態(tài)軟件功能豐富，多語言功能可將簡體中文一鍵式切換為英文、日文等203種語言，為該試驗(yàn)臺(tái)走出國門打下基礎(chǔ)。
本試驗(yàn)臺(tái)革新性地采用組態(tài)軟件替換傳統(tǒng)的VB編程，采用Matrix部分取代了PLC的邏輯及時(shí)序控制功能。其Matrix人機(jī)界面與CloudControl組態(tài)軟件的優(yōu)勢結(jié)合，發(fā)揮了軟件技術(shù)領(lǐng)先、功能豐富等優(yōu)點(diǎn)，也使硬件的資源得到充分應(yīng)用，提高了監(jiān)控設(shè)備選型的效率，節(jié)省了成本，也保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相對(duì)傳統(tǒng)實(shí)施方式，縮短了試驗(yàn)設(shè)備的開發(fā)周期，簡化試驗(yàn)設(shè)備后期的功能升級(jí)修改工作量。
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