阀用电磁铁动静态性能自动测试平台的研制

论文摘要

阀用电磁铁作为电液控制元件的电气-机械转换器件,其工作特性及与阀相互匹配的特性是否恰当,直接影响阀及整个液压系统的性能。而目前国内对阀用电磁铁测试装置的研究相对不足,已经限制了电磁铁研究的发展。本论文研制出集工控机、数据采集卡、PLC、高精度传感器和高精度直线步进电机于一体的阀用电磁铁动静态性能自动测试平台。通过运用先进的计算机辅助测试技术（CAT）、虚拟仪器技术（VI）、自动控制技术,实现了对阀用电磁铁动静态性能的全自动、高精度、高频响、全方位测试,实现了对数据的高速运算、准确分析和大容量存储,保障了系统的高可靠性和稳定性,并大大降低了研制成本。论文的主要内容如下:第一章,概述了阀用电磁铁及其测试装置研究现状及趋势,论述了本课题的研究意义和研究内容。第二章,设计了阀用电磁铁动静态性能自动测试平台的总体方案,并对整个系统结构原理及测试流程进行了阐述。第三章,设计了阀用电磁铁动静态性能自动测试平台的机械系统,包括控制柜箱体和测试装置结构,并对关键部件进行应力仿真分析。第四章,设计了阀用电磁铁动静态性能自动测试平台的控制系统硬件,包括工控机、数据采集卡、PLC、直线步进电机及各种传感器等关键元件的选型,PLC及扩展模块、定位模块、传感器驱动模块、电源模块和输入输出模块的电路设计。第五章,开发了阀用电磁铁动静态性能自动测试平台的控制系统软件,包括基于Labview的数据分析运算、数据库管理、曲线绘制等程序设计和基于三菱PLC的精确定位、通信管理、控制信号管理和I/O口管理等程序设计。第六章,归纳整理了本论文的主要研究内容和结论,对需要进一步研究的内容和研究方向提出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1.绪论
• 1.1.比例电磁铁国内外发展现状
• 1.2.电磁铁性能测试装置研究现状
• 1.3.课题研究的背景及意义
• 1.4.本课题研究内容及难点
• 2.电磁铁自动测试平台总体设计
• 2.1.自动测试平台的设计要求
• 2.2.电磁铁测试内容及测试方法
• 2.3.测试平台的功能及测试指标
• 2.4.系统总体设计
• 2.4.1.系统结构原理
• 2.4.2.系统测试流程
• 2.5.本章小结
• 3.机械系统设计
• 3.1.控制柜布局
• 3.2.测试装置结构设计
• 3.2.1.电磁铁夹具
• 3.2.2.导轨
• 3.2.3.步进电机固定机构
• 3.2.4.传感器固定机构
• 3.2.5.底座结构
• 3.3.本章小结
• 4.控制系统硬件设计
• 4.1.上位机硬件
• 4.1.1.工控机选型
• 4.1.2.数据采集卡的选型
• 4.2.下位机硬件选型及电路设计
• 4.2.1.PLC及扩展模块电路设计
• 4.2.2.定位模块电路设计
• 4.2.3.传感器模块电路设计
• 4.2.4.电源模块电路设计
• 4.2.5.控制输入及输出模块
• 4.3.本章小结
• 5.控制系统软件设计
• 5.1.上位机软件设计
• 5.1.1.上位机软件功能概述
• 5.1.2.上位机软件测试界面设计
• 5.1.3.串行通信
• 5.1.4.测试数据保存及查询
• 5.1.5.测试数据打印
• 5.1.6.用户管理
• 5.2.下位机软件设计
• 5.2.1.串口通信程序
• 5.2.2.精确定位程序
• 5.2.3.其它程序
• 5.3.本章小结
• 6.结论与展望
• 6.1.全文总结
• 6.2.后续展望
• 参考文献
• 致谢