系統(tǒng)方案
1、用途及方案
滿足扶手耐久、頭枕循環(huán)、地圖袋耐久性能、座椅縱向調(diào)節(jié)疲勞、滑軌耐久、升降調(diào)節(jié)疲勞、靠背調(diào)節(jié)疲勞和靠背骨架總成耐久性試驗(yàn)。確定如下試驗(yàn)方案及實(shí)現(xiàn)方式。
系統(tǒng)組成:
數(shù)字式伺服控制系統(tǒng)1套
交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器1套
行星減速機(jī)1套
伺服氣動(dòng)缸(含氣動(dòng)伺服閥) 1套
力傳感器 1只
Festo閥島1套
Festo氣缸 8套
機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 2套
控制柜(含電腦)1套
鑄鐵平臺(tái) 1臺(tái)
控制器選用我公司自主研發(fā)的同時(shí)適用于電動(dòng)伺服系統(tǒng)的伺服控制器,可以按照客戶的測(cè)試要求進(jìn)行靈活配置。我公司的控制系統(tǒng)主要由進(jìn)行實(shí)時(shí)任務(wù)處理的控制器和具有友好界面的PC機(jī)人機(jī)接口軟件兩部分組成。PC機(jī)與控制器通過(guò)USB2.0進(jìn)行連接和高速數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率高達(dá)480Mb/s,滿足試驗(yàn)系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性要求。USB2.0接口具有便于接插,使得人機(jī)接口軟件即可以運(yùn)行于工控機(jī),又可以運(yùn)行筆記本電腦,方便客戶使用。
控制器后面板
軟件主界面
2、技術(shù)要求
序號(hào) | 類別 | 要 求 | 精 度 |
1 | 速度控制1 | 按角度速度(mm/s)加載,達(dá)到規(guī)定的位移和外力后進(jìn)行下一步動(dòng)作 | N/A |
2 | 速度控制2 | 按扭矩速度(N/s)加載,達(dá)到規(guī)定的位移或外力后進(jìn)行下一步動(dòng) | N/A |
3 | 通道控制 | 可擴(kuò)展至4個(gè)通道 | N/A |
3 | 曲線輸出 | 可同時(shí)輸出: 力-時(shí)間,力-位移,位移-時(shí)間 | N/A |
4 | 驅(qū)動(dòng)載體 | 交流伺服電機(jī)1臺(tái) 氣動(dòng)伺服缸:1臺(tái),行程:300mm | N/A |
5 | 力傳感器 | 1只,量程:2KN | 0.2% FS |
6 | 電動(dòng)缸壽命 | 1000萬(wàn)循環(huán) | N/A |
7 | 保護(hù)裝置 | 含力值與位移值上下限保護(hù)命令、數(shù)字限位、急停開(kāi)關(guān) | N/A |
8 | 伺服控制系統(tǒng) | 1套 | N/A |
9 | 操作手冊(cè) | 3套 | N/A |
10 | 計(jì)量方式 | 國(guó)內(nèi)計(jì)量 | N/A |
11 | 控制方式 | 電器柜一體化控制 | N/A |
12 | 計(jì)數(shù)功能 | 計(jì)數(shù)能力1000萬(wàn)次以上 | N/A |
3、技術(shù)參數(shù)
1)、控制器
此控制器基于高速CPU的數(shù)字化控制器,具有采樣頻率高及運(yùn)算速度快等特點(diǎn),易擴(kuò)展,并采用480Mb/s的USB2.0接口與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊及數(shù)據(jù)傳輸,整個(gè)控制器采用方便于維護(hù)和擴(kuò)展的模塊化設(shè)計(jì),采用標(biāo)準(zhǔn)的歐式板卡,便于維護(hù)。
主電路板采用六層板設(shè)計(jì),提高電路運(yùn)行的可靠性,每個(gè)控制器可以配置如下模塊:
a)、模擬信號(hào)調(diào)理模塊
用于對(duì)位移和力信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,并送入CPU進(jìn)行處理,參與實(shí)時(shí)的閉環(huán)運(yùn)算。信號(hào)調(diào)理模塊AD分辨率為18位,過(guò)采樣可達(dá)19位。數(shù)據(jù)采樣頻率為49.152KHz
b)、數(shù)字輸入輸出模塊
用于啟停電機(jī),對(duì)其他開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)和緊急停機(jī)的功能。
c)、伺服驅(qū)動(dòng)模塊
用于輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器電壓信號(hào)。根據(jù)系統(tǒng)的性能要求進(jìn)行配備。DA的分辨率為16位,數(shù)據(jù)輸出更新頻率為49.152KHz。
控制器性能參數(shù)
參 數(shù) | 規(guī) 格 |
站臺(tái)配置 | 最多四個(gè)獨(dú)立站臺(tái) |
伺服控制 控制通道: 控制模式: 閉環(huán)頻率: |
最多4個(gè) 位移、載荷、應(yīng)變或其他信號(hào) 6.144KHz |
信號(hào)調(diào)理器 分辨率: 速率: |
19位(過(guò)采樣) 49.152 kHz |
信號(hào)發(fā)生器 頻率范圍: 波形: 時(shí)效 |
0.001 Hz到 600 Hz 正弦,方波,三角波,斜坡和其他自定義波形 >1000年 |
模擬輸入 分辨 率: 輸入通道: 輸入電壓: |
16位分辨率 每塊板卡2路或1路輸入(取決于3U或6U板卡) 22V峰-峰值 |
模擬輸出 輸出通道: 輸出電壓: 負(fù)載: |
每塊板卡2路或1路輸出(取決于3U或6U板卡) +/-10V 2000歐姆,1000皮法 |
數(shù)字I/O 輸入:
輸出: | 16路輸入/16路輸出(可選) 輸入On電壓 = 2.7-26 V (DC),光電隔離,隔離電壓2500V,輸入阻抗= 2.7K歐姆 集電極開(kāi)路,30 V (DC) |
氣源 運(yùn)行/停止觸點(diǎn)輸出: |
1 A DC24V
|
電源 輸入電壓: 靜態(tài)電流: |
100-240VAC,47-63 Hz 3A 230 VAC |
2)、人機(jī)接口軟件
此部分主要為客戶提供非常友好的用戶界面,可以對(duì)軟件進(jìn)行配置、參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)庫(kù)管理。由以下幾部分組成:
1)、建站程序
負(fù)責(zé)用來(lái)配置控制器的板卡及通道進(jìn)行配置,用來(lái)板卡的標(biāo)定參數(shù)及連接的已知傳感器。
2)、操作界面
負(fù)責(zé)用來(lái)顯示用戶需要實(shí)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)窗口及曲線,控制模式設(shè)定、振動(dòng)頻率設(shè)置、PID參數(shù)調(diào)節(jié)等參數(shù)設(shè)置。
系統(tǒng)管理器
PIDF調(diào)節(jié)模塊
信號(hào)發(fā)生器模塊
可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和隨機(jī)波等。頻率范圍為0.001Hz到600Hz
計(jì)數(shù)模塊
可以對(duì)信號(hào)發(fā)生的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
數(shù)字示波器模塊
數(shù)據(jù)記錄模塊
把選擇的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,設(shè)置記錄頻率,數(shù)據(jù)格式為txt格式,便于客戶導(dǎo)入到EXCEL中進(jìn)行后續(xù)的分析處理。記錄數(shù)據(jù)頻率為6.144KHz
信號(hào)顯示器
可以顯示系統(tǒng)中所有的信號(hào)。用戶可以隨意添加、刪除和修改。顯示類型為:瞬時(shí)值、值/最小值、峰谷值、平均值、有效值等。添加信號(hào)的個(gè)數(shù)不受軟件的限制。
流程編輯器
客戶可以根據(jù)自己的試驗(yàn)步驟定義試驗(yàn)流程,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停油源、切換控制模式、調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器頻率等可以在界面上調(diào)用的功能都可以在流程中進(jìn)行調(diào)用,為客戶可以定義自己試驗(yàn)流程提供了方便的接口。
標(biāo)定模塊
分為傳感器標(biāo)定和板卡標(biāo)定。標(biāo)定參數(shù)以虛擬TED的方式保存,便于軟件調(diào)用。
3)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器
伺服電機(jī)選用Parker的耐高低溫伺服電機(jī),溫度范圍:-40°C至+85°C。
伺服驅(qū)動(dòng)器選用與電機(jī)匹配的Parker驅(qū)動(dòng)器,型號(hào): SLVD5N。
4)、氣動(dòng)伺服缸
選用Festo低摩擦力氣缸,配合Festo氣動(dòng)伺服閥 型號(hào):MPYE-5。輸出力為2KN。
5)、行星減速機(jī)
采用行星減速機(jī)進(jìn)行減速,使轉(zhuǎn)速范圍為0-60rpm,并增加輸出扭矩。
6)、力傳感器
選用OMEGA品牌,量程為2KN。
7)、Festo 閥島
采用Festo品牌,型號(hào):VTUG-18
8)、伺服電機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
1、采用滑軌結(jié)構(gòu)進(jìn)行上下位置的調(diào)節(jié),用于扶手疲勞試驗(yàn)。
2、電動(dòng)缸多自由度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),用于靠背骨架總成疲勞強(qiáng)度等。
9)、電氣控制柜
選用19"標(biāo)準(zhǔn)控制柜,堅(jiān)固、美觀大方,電磁屏蔽性能優(yōu)良。控制柜含有與電動(dòng)缸連接的接頭、電氣連接器、電源系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)。
10)、鑄鐵平臺(tái)
平臺(tái)尺寸為2mX2.5m,十字開(kāi)槽。
三、供貨周期
1、供貨周期為簽訂合同后80天。
2、交貨地點(diǎn):地點(diǎn)
3、質(zhì)保期:12個(gè)月