吳紅義

摘要：該文主要分析了危機(jī)數(shù)控機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要功能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提出了綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，從科學(xué)的角度重點(diǎn)探討了綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的工作流程以及系統(tǒng)部分中接口模塊的設(shè)計(jì)原理。

關(guān)鍵詞：機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)；控制系統(tǒng)開發(fā)；應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）05-0154-01

電機(jī)可以說是拖動(dòng)領(lǐng)域中的核心設(shè)備，占據(jù)著主導(dǎo)的地位，當(dāng)推動(dòng)對(duì)象在被啟動(dòng)、運(yùn)動(dòng)和控制的流程中，拖動(dòng)對(duì)象自身的物理量是非常重要的。本文的分析重點(diǎn)就是如何有效設(shè)計(jì)機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)，并通過模擬加載的途徑，來分析相應(yīng)的設(shè)備特征和機(jī)械特點(diǎn)，從而讓其達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的效果，保護(hù)設(shè)備的使用周期。

1 機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)流程

本文所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)具有電動(dòng)機(jī)效率性能測(cè)驗(yàn)和檔位控制這兩大主要功能，因此，該系統(tǒng)可以從以下兩方面來進(jìn)行分析闡述：

1.1 電動(dòng)機(jī)效率特性測(cè)試的流程

1）在正式測(cè)驗(yàn)開始之前，要設(shè)置好CJT拖動(dòng)裝置內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并通過電子計(jì)算機(jī)來發(fā)送檔位控制的相關(guān)指令。

2）檔位控制器在接收到由電子計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令后，檔位控制器中的CJT應(yīng)該馬上啟動(dòng)。

3）按照設(shè)計(jì)時(shí)序，PC機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)向控制器發(fā)送電流控制的數(shù)據(jù)命令。

4）在控制過程中，每當(dāng)控制器接受到一個(gè)控制指令，就必須對(duì)其進(jìn)行D/N轉(zhuǎn)換，把一般的數(shù)字指令轉(zhuǎn)化為模擬控制信號(hào)，同時(shí)通過控制磁粉制動(dòng)器來給直流電實(shí)施加載處理。

5）按照設(shè)計(jì)好的既定時(shí)間，分別使用電流和電壓這兩種互感器，把電動(dòng)機(jī)內(nèi)的大功率電流信號(hào)和電壓信號(hào)全部轉(zhuǎn)化為小功率的，然后在進(jìn)行A/D的轉(zhuǎn)換，最后把轉(zhuǎn)化好的功率信號(hào)放入電子計(jì)算機(jī)當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。

6）PC機(jī)調(diào)出之前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，計(jì)算并輸入功率[P1]、輸出功率[P2]效率[η]以及功率因數(shù)[Cos?]等相關(guān)參數(shù)，并且根據(jù)實(shí)際情況繪制相應(yīng)的特性曲線圖。

過程說明：上述幾個(gè)環(huán)節(jié)是在穩(wěn)定情況環(huán)境下進(jìn)行的參數(shù)測(cè)驗(yàn)，與動(dòng)態(tài)加載環(huán)境下的測(cè)驗(yàn)結(jié)果沒有較大的差別，主要的差異點(diǎn)就是負(fù)載結(jié)果是按照特點(diǎn)的示功圖得出的，最后數(shù)據(jù)結(jié)果得到的時(shí)間也比較長。

1.2 電動(dòng)機(jī)控制處理的流程

1）首先要根據(jù)示功圖來計(jì)算出抽油機(jī)在一定時(shí)刻下的負(fù)載信息，同時(shí)把已知的負(fù)載信息轉(zhuǎn)化為電流控制信號(hào)，并設(shè)計(jì)時(shí)間點(diǎn)上將控制信息傳輸?shù)娇刂破鲀?nèi)。

2）控制器每接受一股信號(hào)控制電流，就要對(duì)該股控制信號(hào)電流進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后把一般的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬控制信號(hào)，并控制磁粉控制器給已定的直流電進(jìn)行加載充能。

3）按照設(shè)計(jì)的時(shí)序，通過利用電流互感器和電壓互感器，將電動(dòng)機(jī)中最大功率輸入電流與電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為小功率的信號(hào)，然后在進(jìn)行A/D的轉(zhuǎn)換處理，并將信息傳送到PC機(jī)當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。

4）在一定的時(shí)間內(nèi)，通過扭矩傳感器，來測(cè)量電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速，并分別進(jìn)行A/D的轉(zhuǎn)換，并轉(zhuǎn)換好的結(jié)果傳輸?shù)絇C機(jī)當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。

5）PC機(jī)調(diào)出內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，計(jì)算并輸入功率[P1]、輸出功率[P2]以及效率[η]。

6）分析該周期內(nèi)效率[η]的實(shí)際情況，若連續(xù)幾個(gè)周期均處于高效區(qū)，那么則應(yīng)該想控制器發(fā)送換擋的指令，然后控制器則控制拖動(dòng)裝置進(jìn)行換擋。

2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)介紹

2.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的主要功能以及設(shè)計(jì)要求

本文所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要以閉環(huán)控制系統(tǒng)為主，詳情見圖1。通過系統(tǒng)中的傳感器來收集系統(tǒng)運(yùn)行的相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)采集卡將搜集好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)當(dāng)中。

2.2 機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

依照機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用原則，因此，我們必須在控制系統(tǒng)CJT-3拖動(dòng)裝置內(nèi)部輸入相應(yīng)的電流、電壓和相應(yīng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)還應(yīng)該把傳感器的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確的顯示出來，讓傳感器能夠自行的調(diào)節(jié)，這就是筆者所述的集中形計(jì)算機(jī)控制 措施，這個(gè)控制措施主要以電子計(jì)算機(jī)為核心單位，把微軟系統(tǒng)作為軟件應(yīng)用的平臺(tái)。在進(jìn)行信號(hào)采集時(shí)，所采集的信號(hào)不僅有模擬量還有數(shù)字量，所以，要把已收集到的模擬量信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子計(jì)算機(jī)能夠快速處理的數(shù)字信號(hào)，當(dāng)數(shù)字信號(hào)在經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理過后，一部分輸出信號(hào)又要被轉(zhuǎn)化為模擬量信號(hào)來控制機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

3 結(jié)束語

機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)想要足夠的高效實(shí)用，就必須有效結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)理念、電子檢測(cè)技術(shù)、微電子控制和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理措施，此項(xiàng)設(shè)計(jì)的最終目的就是為了讓裝置中的YCCH主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的更加快速、高效和環(huán)保，此外還可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)能的效果，提高系統(tǒng)的使用周期。

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