PLC 在汽车启动电机测试系统中的应用

打印 来源: 浙江省仪器仪表行业协会   发布者:ZJAIA
  浏览20次 时间:2016年11月22日 12:09

       启动电机是汽车启动的一个重要配件,其转速、推力和间隙参数影响启动电机和发动机之间的啮合,影响汽车的启动性能。此前,生产厂家采用手工装夹启动电机,多个工步均需要手工操作,且间隙测量属于定性测量,用能否插入金属片进行判断,这种测试方法效率低,测试精度不高,一方面严重影响了企业的产能,另一方面影响企业产品性能。

一、设计需求分析

(一)系统设计需求
      
       通过对企业需求进行调查分析,启动电机测试系统需完成自动装夹、自动调整测试电压、自动完成参数的测试并判断启动电机是否合格。启动电机如图 1 所示,测试参数如下:1.转速检测、噪声测量。 2.吸合电压。3. 间隙检测。4.压力检测。 5. 释放电压。 6. 噪声检测。7.齿轮静止位置尺寸。 8. 齿轮伸出位置尺寸。



(二)系统测试方法分析
     
      1.测试过程优化。为了提高测试效率,缩短测试时间,提高生产效率,对原测试过程进行优化组合,将测试过程分为以下 3 个步骤:
        1 )额定电压下的参数测量:测量转速、电机噪声、电流3 个参数。
        2 )吸合动作的参数测量:吸合电压、吸合压力、间隙、齿轮伸出长度 4 个参数。
        3 )释放动作的参数测量:释放电压、齿轮静止长度 2个参数。

      2. 关键参数测量方法。齿轮伸出后其位置不固定,挡圈位置不固定,需要将二者固定后才能测出齿轮伸出位置和挡圈之间的间隙,此参数的测量是系统开发能否成功的关键。如图 2 所示,电机吸合后,给“线圈”供电产生磁场以固定电机挡圈;同时利用机械机构固定电机齿轮位置,从而保证挡圈和齿轮之间的间歇为真实间隙。光电对射开关采用步进电机驱动,带动它滑向挡圈,当光电对射管的光线被挡住的瞬间(开关 ON-OFF )开始测量,到齿轮端面挡住光线瞬间(开关 OFF-ON )结束测量,二者之间所发出的步进电机脉冲总数乘以脉冲当量即为间隙。



二、 控制系统设计

      系统的控制器采用欧姆龙 CP1HXA40DR ,带 4 路 A/D转换器和 4 路高速脉冲输入及 4 路高速脉冲输出,配CPM1-CF01 串口通信板,压力传感器采用 NS-WL1-50kg-2-2-V2-1 ,光电对射开关采用 BGL80A-004-S49 ,转速测量采用 BES 516-325-BO-C [1] ,采用可编程直流稳压电源( DSP12-300A )对启动电机供电,启动电机控制相同框图如图 3 所示。



三、 系统软件设计

      系统软件部分设计包括 PLC 程序设计与人机界面软件设计。
      (一)PLC 程序设计
        1.PLC 配置。先根据系统分析结果,分配 PLC 输入和输出 [2] 。然后对配置 PLC 硬件,打开 CX-P 软件,新建程序,选择 CP1H 型号,然后打开设置对话框,对串口、脉冲输入、脉冲输出和 A/D 及 D/A 输出功能进行设定,完成后将设置下载到 PLC ,关电后再开电,设置被保存在 PLC 中,才能使用这些系统集成功能。
        2.PLC 程序设计。控制程序的初始化部分主要完成设备复位功能手动控制程序和单步程序主要应用设备调试和维修;全自动控制程序用于设备的全自动运行,其流程图如图 4 所示。



       (二)人机界面

       系统采用工控机通过串行通信接收测试数据、并进行储存和判断,工控机程序采用组态王进行开发 [3] ,能够实时显示存储测量值,判断启动电机测试结果是否合格,程序此略。
      
       基于本设计制造的测试设备已成功用于车间生产。设备运行稳定、测试精度高,间隙测量精度达到 0.1mm ;系统操作简便;具有测试数据储存、查询功能,设备具有良好的实用价值。本设备的研制提高了企业的启动电机的质量,对于推动企业技术升级具有重要作用。



TAG: PLC 汽车 启动电机
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