Matrix應(yīng)用于差速器空載運轉(zhuǎn)試驗臺
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)動橋是汽車傳動系中關(guān)鍵的部件總成，而差速器則是驅(qū)動橋的關(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，其來自同一動力源的左、右車輪以不同的轉(zhuǎn)速運行。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，一方面會加劇輪胎磨損和燃料消耗，另一方面會使轉(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轉(zhuǎn)試驗臺，主要用于差速器、傳動橋、分動箱、傳動箱等產(chǎn)品的量產(chǎn)工藝驗收檢測。可完成空載運轉(zhuǎn)試驗、空載磨合試驗、差速鎖結(jié)合分離試驗、氣動離合器結(jié)合分離試驗等項目。采用梅智克斯公司Matrix高端人機界面作為上位監(jiān)控設(shè)備，內(nèi)嵌CloudControl組態(tài)軟件。采用研華模塊15個（485串口），ABB變頻器1臺，Raytek紅外溫度傳感器3臺，油溫傳感器2臺，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器1臺，電磁氣動閥組及氣動缸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實現(xiàn)，運行過程中，通信速度可以滿足需求。
系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)框圖如下：
試驗臺由試驗動力臺架、試驗動力總成、試驗工作臺、試驗工裝夾具、試件聯(lián)軸器、防護網(wǎng)罩、主動力柜、主控制臺、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。外圍部件氣動閥組，可對差速器的差速鎖和分動控制器進行控制。
試驗檢測數(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)定運行轉(zhuǎn)速（最高限定為3000r/min）、運行時間、運行轉(zhuǎn)向等參數(shù)，允許不停機情況下更改參數(shù)，允許急停。
2、 自動完成測試過程。操作者按照試驗工藝規(guī)程要求設(shè)置好試驗參數(shù)后，試驗臺將按照設(shè)置的測試流程完成試驗并記錄結(jié)果。
3、 試驗內(nèi)容修改簡便。全部邏輯時序控制等由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，僅僅修改Matrix就可以完成試驗設(shè)備的功能及試驗內(nèi)容變更。修改過程快捷簡便。
4、 實時曲線趨勢。試驗過程中可通過儀表、數(shù)碼管、實時曲線等方式監(jiān)視試件轉(zhuǎn)速、負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向、運轉(zhuǎn)時間、差速鎖狀態(tài)、離合器狀態(tài)、試件表面溫度、潤滑油溫及試驗主動力系統(tǒng)等參數(shù)。
5、 報警及記錄。可通過聲音、手機短信等方式對轉(zhuǎn)矩、表面溫度、油溫等關(guān)鍵參數(shù)以及試驗是否完成進行報警、報告并記錄。
6、 試驗數(shù)據(jù)的查詢及共享。通過數(shù)據(jù)庫對試驗數(shù)據(jù)進行記錄，支持查詢和統(tǒng)計分析，并可通過USB數(shù)據(jù)接口輸出，同時Matrix具有有RJ45以太網(wǎng)口，通過擴展可以網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)共享。
7、 安全管理系統(tǒng)，根據(jù)操作者級別設(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)的差速器運轉(zhuǎn)試驗采用VB語言編程實現(xiàn)控制，本試驗臺采用組態(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，可以輕松實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部的共享。也為將來利用WEB進行遠程監(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，可容易進行試件種類更換、測試性能擴展，系統(tǒng)更加通用，也為后期對試驗臺進行功能擴展、修改、升級打下基礎(chǔ)。
4. Matrix人機界面采用散熱片散熱，硬盤采用電子盤，這種設(shè)計省去硬件中的風(fēng)扇和磁頭，提高了防震、防塵的性能，擴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)，開機直接進入登陸界面，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，為該試驗臺走出國門打下基礎(chǔ)。
本試驗臺革新性地采用組態(tài)軟件替換傳統(tǒng)的VB編程，采用Matrix部分取代了PLC的邏輯及時序控制功能。其Matrix人機界面與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，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。相對傳統(tǒng)實施方式，縮短了試驗設(shè)備的開發(fā)周期，簡化試驗設(shè)備后期的功能升級修改工作量。
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