工控机自动控制铁路货车制动软管风水压试验系统的实现研究

工控机自动控制铁路货车制动软管风水压试验系统的实现研究【摘要】是铁路货车安全行驶的必要保障之一。而人工手动实现系统操作试验精度比较低。工控机自动控制系统的硬件搭建。本试验系统通过工控机实现自动控制。【关键词】铁路货车，制动软管，试验，工控机，自动控制【abstract】Isoneoftheessentialguaranteeofrailwaytruckdrivingsafety.Whilesystemoperationmanualtestprecisionislow.Industrialcomputerhardwareofautomaticcontrolsystem.Thistestsystemthroughtheindustrialcomputertorealizeautomaticcontrol.【keywords】Railwaywagon,brakehose,test,industrialcomputer,automaticcontrol铁路货车制动软管的质量直接影响到铁路货车制动效果，是铁路货车安全行驶的必要保障之一。因此，铁道部先后颁发了《70t级铁路货车制动装置技术条件（试行）》等多个文件，对铁路货车制动软管的风水压试验提出了明确要求，一是制动软管在水槽内做650～700kPa的风压试验，保压5分钟不得漏泄；如发生气泡逐渐减少并在10分钟内消失者可以使用。二是风压试验后以1000kPa的水压进行强度试验，保压2分钟无破裂或外径局部凸起，径向膨胀率≤3mm,长度变形率≤9mm。目前，国内多采用可编程控制器（PLC）控制的试验系统或者是最初的人工手动操作的试验系统。其中，PLC的试验系统在有效的人机可视化交流方面较弱，程序控制的灵活性较差，中央处理器（CPU）的运算水平较低；而人工手动实现系统操作试验精度比较低，试验数据不方便保存。这两种试验系统在使用中不但存在以上不足，而且与逐步完善的HMIS等工业信息自动化化系统在接口方面还存在不同程度的硬件障碍。为了更好地满足铁路货车制动软管的风水压试验技术要求，克服上述两种试验系统的不足，笔者采用了维护简单，扩展性能比较强的工控机（IPC）来实现试验系统的自动控制。1工控机自动控制系统的硬件搭建本试验系统通过工控机实现自动控制机电一体化论文，工控机为此系统实时数据处理和运算的核心[1]。根据此试验系统工作环境存在振动、电磁干扰、粉尘以及电网浪涌、失波、跌落和尖峰干扰等特点，选取性价比较好的研华工控机，包括全钢机箱、工业电源、无源底板、CPU卡，以及显卡、16通道数字信号采集卡、A/D转换板卡、16通道继电器输出板、打印机驱动板和显示器、鼠标、键盘、打印机等外围设备。为实现试验水源稳定供应和水压平稳提升，水泵电机前段接入变频器，同时采用开关电源为传感器和控制设备提供稳定的直流电源。现场数据采集通过传感器实现，鉴于试验系统的工作介质为水和空气，系统主要采集的变量是压力值，所以采用压力传感器采集现场压力值变化，并转换为标准电信号；控制系统执行部分采用耐腐蚀、工作压力为1.6MPa不锈钢阀芯电磁阀。通过工控机的指令控制现场气动回路的电磁阀[2]动作实现制动软管的充风、冲水和保压，风源采用现场的工业用风，水源由水泵从现场水箱中供应。2工控机自动控制系统的软件设计软件采用VisualBasic语言在windows2000系统下实现。VB程序封装后，主要包括3个界面，即主窗口（功能选择）、风水压试验窗口（控制和记录风水压的试验过程）和系统参数设置窗口（根据现场特点更改系统设置）。程序运行后首先进入主窗口会计毕业论文范文。主窗口最上面是菜单，菜单包括项目、参数设置、帮助、退出四个主菜单，项目菜单下面又包括风水压试验，参数设置包括系统设置。菜单下面是工具条，工具条上列出常用的功能（在菜单中都有）。操作者可根据操作需要进入各个操作子界面。在手动操作方式下，“自动开始”按钮处于无效的状态，操作者只能通过单击“充风”、“排风”、“充水”、“排水”、“停止”等按钮对设备进行单步的动作。手动单步操作主要是用来对设备进行手动复位和故障判断时使用。在自动操作状态下，系统根据管理员对系统所进行的配置自动完成风水压试验的全过程，其中包括：充风、稳压、保压、排风、充水、保压、排水等动作。在自动操作的过程中，窗口将实时指示系统所处的状态，操作者可根据其中的内容提示了解设备当前正在进行的操作。系统参数设置窗口采用开放性设计，根据传感器的量程、信号范围、标定值等进行初始标定，从而大大增强了传感器的选择范围，提高了系统维护的通用性。此窗口包括传感器参数、传感器零点和用户设置三个子界面，如图5所示。风水压试验窗口主要用于制动软管的风压试验和水压试验。在该界面中可进行软管风水压试验过程的自动操作和手动操作。并通过一系列的状态指示灯显示设备的运行状态，指导操作者实施相应的动作控制。在该界面中，操作者可根据需要进行手动和自动两种操作方式的选择。VB拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统[3]，便捷使用DAO、RDO、ADO连接数据库机电一体化论文，轻松创建ActiveX控件，与Windows内部的应用程序接口（API）函数，动态链接库（DLL）、对象的链接与嵌入（OLE）兼容，且语言结构清晰，软件体积比较小，为本试验系统快速适应将来的升级和二次开发提供了软件支持。3结论铁路货车制动软管风水压试验系统工控机自动控制的实现为目前国内较为普遍的采用可编程控制器（PLC）控制的试验系统和人工手动操作的试验系统的升级换代提供了可能，即在原有的试验系统基础上添加工控机，实施部分改造即可实现，系统改造成本较低。通过对公司及铁路局车辆段的7台设备升级改造效果看，改造后系统性能稳定，故障率低，大大提高了试验系统人机交互水平，操作方便，增强了系统的容错能力，试验数据实现数据库管理，试验记录完整可查，方便现场作业和系统维护，完全符合铁道部现行的相关标准和要求。参考文献：[1]徐薇莉.自动控制理论与设计.上海交通大学出版社，1995[2]徐小东.液压与气动应用技术.北京：电子工业出版社，2009[3]王慧.工业测控系统VB编程.北京：化学工业出版社，2009