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門鉸鏈襯套疲勞耐久試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)總覽

這是一個(gè)“上位機(jī) - 可編程控制器 - 執(zhí)行單元" 三層架構(gòu)：

上位機(jī) (Qt軟件)：人機(jī)交互層，負(fù)責(zé)測(cè)試管理、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)告生成。

下位機(jī) (西門子S7-1200 PLC)：控制核心層，負(fù)責(zé)接收上位機(jī)指令，執(zhí)行實(shí)時(shí)邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集。

執(zhí)行單元 (伺服電機(jī)系統(tǒng))：物理執(zhí)行層，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器接收PLC指令，精確地產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、角度。

各組成部分詳解

1. 伺服電機(jī)執(zhí)行單元

功能：

轉(zhuǎn)速與角度控制：通過(guò)PLC的脈沖輸出或模擬量/總線控制，實(shí)現(xiàn)測(cè)試循環(huán)（如正轉(zhuǎn)90° -> 暫停 -> 反轉(zhuǎn)90° -> 暫停）的精確執(zhí)行。速度和角度重復(fù)精度高。

負(fù)載模擬：通過(guò)伺服電機(jī)的扭矩控制模式，在鉸鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中施加一個(gè)恒定的砝碼負(fù)載，以模擬門在打開/關(guān)閉過(guò)程中受到的力。

關(guān)鍵組件：伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、減速機(jī)（可能用于增大扭矩）、傳感器。

2. 西門子S7-1200 PLC

核心任務(wù)：

運(yùn)動(dòng)控制：通過(guò)集成的高速輸出點(diǎn)或PROFINET總線，控制伺服驅(qū)動(dòng)器。

數(shù)據(jù)采集：連接并讀取角度編碼器、力傳感器等信號(hào)。

邏輯控制：管理測(cè)試啟停、安全互鎖（如防護(hù)門開關(guān)、急停）、循環(huán)計(jì)數(shù)、故障診斷。

通信樞紐：通過(guò)以太網(wǎng)與上位機(jī)Qt軟件通信；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或IO模塊與傳感器、輔助設(shè)備交互。

3. Qt編寫的上位機(jī)軟件

系統(tǒng)的“控制面板"和“數(shù)據(jù)記錄儀"。

核心功能：

用戶界面：提供直觀的操作界面。

測(cè)試參數(shù)配置：設(shè)置目標(biāo)循環(huán)次數(shù)、運(yùn)動(dòng)速度、角度A/B點(diǎn)、負(fù)載大小、測(cè)試模式（連續(xù)、間歇）等。

實(shí)時(shí)監(jiān)控：以曲線、數(shù)字等形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前角度、負(fù)荷值、轉(zhuǎn)速、循環(huán)次數(shù)等。

數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)：將過(guò)程數(shù)據(jù)（時(shí)間、循環(huán)數(shù)、實(shí)際負(fù)荷值、實(shí)際角度）記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)或CSV文件中。

報(bào)警與停機(jī)：設(shè)定閾值（如負(fù)荷值異常增大，預(yù)示襯套損壞），觸發(fā)報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)。

報(bào)告生成：測(cè)試結(jié)束后，自動(dòng)生成包含測(cè)試參數(shù)、過(guò)程曲線和結(jié)論的報(bào)告。

門鉸鏈襯套疲勞耐久試驗(yàn)臺(tái)如圖：