畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摩托車交流底盤測控系統(tǒng)

1、摘 要摩托車交流底盤測控系統(tǒng)，作為摩托車質(zhì)量檢測設(shè)備的一個重要發(fā)展方向，對于促進(jìn)中國摩托車工業(yè)的發(fā)展有著重大的意義。該系統(tǒng)可以逼真地模擬摩托車在真實(shí)路面上可能遇到的所有情況，且具有機(jī)構(gòu)簡單，效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文主要闡述了plc在系統(tǒng)中的控制作用和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊的設(shè)計(jì)，從原理到設(shè)計(jì)思路，以及實(shí)際電路都有著詳盡的介紹。其中的plc采用a-b公司的micrologix 1200可編程控制器，主要實(shí)現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場中的變頻器進(jìn)行簡單的控制功能。而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量部分采用了模擬電路的設(shè)計(jì)方法，單獨(dú)制作了一塊電路板來實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號的調(diào)理，以方便的實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)對轉(zhuǎn)速脈沖信號的記數(shù)，從而可以對應(yīng)求

2、出發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速值。關(guān)鍵詞：交流底盤測功機(jī)，plc，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量abstractmotorcycle alternating current chassis dynamometers,as an significant developing trend of motorcycle quality testing equipment,have a momentous significance to improve the development level in chinese motorcycle industry.the system can simulate all the situati

3、on that the motorcycle will meet running on the real road exactly,there is a lot of virtues to the system:the configuration is very simple, the efficiency is so high and the cost is very low.this paper comments on the plc controller system and the engine ratate speed measure system,it has a exhausti

4、ve presentation in both the principle design and the actual circuit.in the chassis dynamoneter system,we choose micrologix 1200 programmable controller(plc),it mostly answers for the control of the frequency converters in building sites.and also,we choose an analog circuit for the module of the engi

5、ne rotate speed measure,so the signal of the engine rotate speed is adjusted by a special circuit module,as the result,it is convenient to count how many the rotate speed pulses are,and we can get the value of the rotate speed finally.key words: alternating current chassis dynamometer,plc,engine rot

6、ate speed measure 目 錄第1章 緒論-1 1.1 底盤測功機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀-1 1.2 論文的結(jié)構(gòu)安排-3第2章 摩托車交流底盤測控系統(tǒng)概述-4 2.1 底盤測功機(jī)系統(tǒng)簡介-4 2.2 系統(tǒng)的主要組成和框圖結(jié)構(gòu)-5 2.2.1 機(jī)械系統(tǒng)-6 2.2.2 電控系統(tǒng)-6 2.3 底盤測功機(jī)力學(xué)原理-10 2.3.1 摩托車在道路上的行駛-10 2.3.2摩托車在底盤測功機(jī)上的行駛-14 2.3.3 底盤測功機(jī)模擬摩托車的道路行駛方程-16 2.4 底盤測功機(jī)電控部分設(shè)計(jì)原理-17 2.4.1 道路阻力設(shè)定器-17 2.4.2 測功機(jī)的幾種工作方式-22第3章 plc在系統(tǒng)中的控制應(yīng)用

7、-243.1 micrologix 1200可編程簡介-24 3.1.1 micrologix 1200的硬件系統(tǒng)簡介-25 3.1.1 micrologix 1200的軟件系統(tǒng)簡介-32 3.2 micrologix 1200在系統(tǒng)中的功能應(yīng)用-40 3.3 源程序設(shè)計(jì)-41 3.4 plc的通訊問題-41第4章 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量-43 4.1 系統(tǒng)總體分析-44 4.1.1 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量原理- 44 4.1.2 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號特點(diǎn)-46 4.2 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-47 4.2.1 發(fā)動機(jī)測速系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)-47 4.2.2 電路工作原理-48 4.3 測量結(jié)果和記數(shù)顯示-51第5章 工作總

8、結(jié)- 52致謝-54參考文獻(xiàn)-56附錄-57 附錄1 plc梯形圖程序清單-57 附錄2發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)sch原理圖及pcb制板圖-60第1章 緒論1.1盤測功機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)今摩托車工業(yè)的發(fā)展水平日新月異，技術(shù)含量和新型摩托車的性能不斷提高，但與此同時，摩托車普及所帶來的交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面因素對人類的威脅也越來越大。摩托車檢測技術(shù)，作為一種可以直接鑒定摩托車安全操縱性能的設(shè)備，其地位和作用也隨著這些情況的出現(xiàn)而變得越來越引人注目起來。作為一種大型的試驗(yàn)設(shè)備，摩托車底盤測功機(jī)可以模擬摩托車在道路試驗(yàn)中所遇到的各種工況情況，同時逼真的完成摩托車的經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)，動力

9、性試驗(yàn)，排放性能試驗(yàn)和與摩托車傳動系統(tǒng)有關(guān)的專項(xiàng)試驗(yàn)，在摩托車的新產(chǎn)品開發(fā)和用車質(zhì)量檢測中有著不可替代的作用。與通常的道路試驗(yàn)相比，使用底盤測功機(jī)進(jìn)行摩托車性能測試具有試驗(yàn)速度快，精度高，費(fèi)用低，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，可比性好等優(yōu)點(diǎn)。從目前的發(fā)展情況來看，比較流行的摩托車底盤測功機(jī)主要有電力測功機(jī)，水力測功機(jī)和電渦流測功機(jī)三種。相比較而言，水力測功機(jī)的功率最高，但存在著體積巨大，造價昂貴，只適用于某些對功率有著特殊需要的應(yīng)用場合和不易普及等缺點(diǎn)；電渦流測功機(jī)在當(dāng)代工業(yè)場合應(yīng)用比較普遍，體積不大，操縱簡單，有比較寬廣的調(diào)速和負(fù)載范圍，但也有著系統(tǒng)效率較低，價格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不足；而電力測功機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)速性

10、能優(yōu)良，造價低廉，有著十分良好的發(fā)展前途。電力測功機(jī)又包括直流電力測功機(jī)和交流電力測功機(jī)兩大類。直流電力測功機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍大，工作性能穩(wěn)定，動態(tài)響應(yīng)快，測量精度高，在電力測功機(jī)的發(fā)展初期中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代科技與社會的不斷發(fā)展，能源問題已經(jīng)不容忽視的成為了一個全世界都關(guān)注的問題，直流電力測功機(jī)雖然可以很好的滿足試驗(yàn)中對摩托車各項(xiàng)性能的檢驗(yàn)要求，但它低下的能量利用效率使它在能源緊張的現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中受到了很大的影響和限制。另一方面，原本精度較差的交流調(diào)速裝置如今也取得了巨大的技術(shù)突破，現(xiàn)代交流變頻調(diào)速裝置的性能已經(jīng)和直流調(diào)速的性能相差無幾。正是由于這諸多方面的原因，直流電力測功機(jī)在電力測

11、功機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)逐漸走向淘汰，交流電力測功機(jī)則代表了摩托車底盤測功機(jī)的發(fā)展方向。 從我國目前的摩托車行業(yè)發(fā)展來看，八十年代從國外引進(jìn)的電力測功機(jī)都是直流機(jī)，九十年代后期交流測功機(jī)才開始進(jìn)入中國。從我們考察和市場調(diào)研的結(jié)果來看，在國內(nèi)外的測功機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，交流機(jī)越來越多，直流機(jī)越來越少，這也正體現(xiàn)了當(dāng)代摩托車底盤電力測功機(jī)的發(fā)展方向。而同時，從測功機(jī)的研制開發(fā)情況來看，國內(nèi)尚無交流電力測功機(jī)的研制計(jì)劃，而國外同類產(chǎn)品又存在著售價昂貴，技術(shù)保密等因素。因此，我們打算在本套系統(tǒng)中，越過直流機(jī)直接開始交流機(jī)的開發(fā)，這樣，既可以少走彎路早日趕上國外同類摩托車測功機(jī)的發(fā)展水平，也可以為中國的摩托車行業(yè)作出一點(diǎn)

12、應(yīng)盡的貢獻(xiàn)，積累這方面的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。 1. 2論文的結(jié)構(gòu)安排本論文對摩托車交流底盤測控系統(tǒng)的整體，以及其中的plc控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)做了較為詳盡系統(tǒng)的闡述，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析和說明。論文的工作具體安排如下：第1章主要簡單介紹了一下國內(nèi)外測功機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀和各種不同類型測功機(jī)各自的特點(diǎn)，并說明了我們設(shè)計(jì)方案的由來。第2章對摩托車交流底盤測控系統(tǒng)總體上進(jìn)行了概述，分別介紹了其力學(xué)和電學(xué)方面的設(shè)計(jì)原理，并說明了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。第3章主要介紹了micrologix 1200可編程控制器及其在系統(tǒng)中的應(yīng)用。第4章主要講述了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，以及測量所面臨的問題，并對測量結(jié)果有

13、比較詳細(xì)的分析。第5章是對整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體概述和本論文總結(jié)。第2章 摩托車交流底盤測控系統(tǒng)概述2. 1底盤測功機(jī)系統(tǒng)簡介底盤測功機(jī)是用于摩托車整車臺架試驗(yàn)的測試設(shè)備，它可以模擬摩托車的道路行駛阻力，進(jìn)行符合工況的復(fù)雜試驗(yàn)，方便的對摩托車的動力性，油耗和排放等性能進(jìn)行專項(xiàng)檢測。底盤測功機(jī)的性能好壞與精度可以用許多參數(shù)指標(biāo)來表示，但是用戶評價主要是看同一車輛在道路試驗(yàn)（路試）和在底盤測功機(jī)上試驗(yàn)（臺試）的成績相近程度。要想臺試與路試效果一致，必要的條件是：1，車輛（主要是發(fā)動機(jī)）的熱狀態(tài)與路試一樣。2，車輛后輪驅(qū)動的轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性與路試的速度-阻力特性一樣。為滿足第一個條件，臺試時在車輛前

14、方安裝一臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口足夠大（國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定出口面積不小于0.4平方米），以保證可以真實(shí)的模擬路試的情況；風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速始終與轉(zhuǎn)鼓表面線速度相同。這樣車輛的冷卻效果就與路試一樣了。為滿足第二個條件，測功機(jī)必須能模擬車輛在道路行駛的4項(xiàng)阻力：滾動阻力，空氣阻力，加速阻力（也稱慣性阻力），坡度阻力。其中滾動阻力和空氣阻力是速度的函數(shù)，加速阻力是加速度的函數(shù)。這一部分主要是通過下位工控計(jì)算機(jī)中的道路阻力設(shè)定器來模擬實(shí)現(xiàn)的。在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)主要由測功機(jī)轉(zhuǎn)鼓機(jī)組，冷卻風(fēng)機(jī)，測功機(jī)控制柜，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集部分，道路阻力設(shè)定器，司機(jī)助手等幾部分組成。2.2系統(tǒng)的主要組成和框圖結(jié)構(gòu) 圖2.1 交流底盤測控系統(tǒng)

15、硬件組成框圖摩托車底盤測控系統(tǒng)主要由機(jī)械部分和電控系統(tǒng)2部分組成，機(jī)械部分主要包括轉(zhuǎn)鼓機(jī)組、測功機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)等裝置；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)則主要由下位工控計(jì)算機(jī)（含道路阻力設(shè)定器），上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，micrologix 1200可編程控制器，變頻器，司機(jī)助手和控制臺等幾部分組成。221 機(jī)械部分機(jī)械部分中的測功機(jī)和轉(zhuǎn)鼓用彈性連軸節(jié)連接在一起，沒有機(jī)械飛輪組等附加機(jī)構(gòu)。車輛進(jìn)行試驗(yàn)時，前輪用夾持器固定，使車輛前后不能移動，左右也不能偏移。后輪放在轉(zhuǎn)鼓上，轉(zhuǎn)鼓被車輛后輪驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，同時帶動測功機(jī)旋轉(zhuǎn)，測功機(jī)則根據(jù)道路阻力設(shè)定器的輸出信號提供反向的阻力轉(zhuǎn)矩。由于大部分時間內(nèi)測功機(jī)電機(jī)工作在第四象限（電機(jī)轉(zhuǎn)速

16、與轉(zhuǎn)矩方向相反），風(fēng)機(jī)工作在第一象限。所以交流變頻電源采用直流母線并接+回饋單元技術(shù)。即將plus2變頻器，impact變頻器和regen單元的直流母線并接到一起，以實(shí)現(xiàn)能量在三者之間相互的流動利用，極大的提高了系統(tǒng)電能的利用效率。222電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)主要由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，下位工控計(jì)算機(jī)（含道路阻力設(shè)定器），micrologix 1200可編程控制器，a-b變頻器，司機(jī)助手和控制臺等構(gòu)成。主要完成數(shù)據(jù)采集，計(jì)算和控制等功能，控制系統(tǒng)決定了整個系統(tǒng)的測試精度和性能，故它是本系統(tǒng)的核心部分,也是我們項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。1）下位工控計(jì)算機(jī) 用于工業(yè)實(shí)際場合各種電氣設(shè)備的直接控制。通過各種板卡和plc的

17、配合使用對系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，開環(huán)多種控制。其中包含的道路阻力設(shè)定器，是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的關(guān)鍵部分。 pci-1720板卡：4通道12位d/a轉(zhuǎn)換卡，該卡提供四路模擬量輸出，本系統(tǒng)只使用其中三路，分別接入風(fēng)機(jī)變頻器（plus2）轉(zhuǎn)速給定模擬量入口（10v），測功機(jī)變頻器(impact)轉(zhuǎn)速給定模擬量入口（4-20ma）,測功機(jī)變頻器轉(zhuǎn)矩給定模擬量入口（10v），以實(shí)現(xiàn)下位計(jì)算機(jī)對變頻器（plus2和impact）的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速控制。 pcl-836板卡該卡內(nèi)部含有4片8254芯片，12個計(jì)數(shù)器，其中有6個計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生內(nèi)部時鐘基準(zhǔn)頻率，剩下的6個計(jì)數(shù)器用于外部記數(shù)。在本系統(tǒng)中將0#計(jì)數(shù)器用于

18、產(chǎn)生周期為20ms的系統(tǒng)刷新信號，1#，2#計(jì)數(shù)器用于10m脈沖（晶振信號）信號的記數(shù)（16位），3#，4#計(jì)數(shù)器用于從impact變頻器轉(zhuǎn)角編碼器傳入的脈沖記數(shù)（16位），5#計(jì)數(shù)器做預(yù)留使用。 pcl-725板卡繼電器驅(qū)動和隔離（數(shù)字輸入隔離）的d/i轉(zhuǎn)換卡，可以將下位計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信號與plc的信號進(jìn)行交換，即完成下位機(jī)與plc的通訊問題。2）上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)用于對下位計(jì)算機(jī)運(yùn)行狀況的監(jiān)控，可以實(shí)時的顯示下位計(jì)算機(jī)所控制的系統(tǒng)各個關(guān)鍵部分的數(shù)據(jù)信息（如車速，轉(zhuǎn)矩），方便的與下位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，并可以同時顯示油耗儀和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時值。 pcl-818l板卡帶有一個16位記數(shù)器的12位a/d轉(zhuǎn)

19、換卡，可以將測功機(jī)轉(zhuǎn)矩傳感器模擬量輸入信號采集到上位機(jī)中保存并顯示。同時接收從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量板送出的脈沖信號并記數(shù)。 pcl-746+板卡該卡帶有4個獨(dú)立的232/422/485轉(zhuǎn)換端口，可分別用于上位計(jì)算機(jī)與油耗儀，adam模塊之間的通訊，在本系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)232與485信號的相互轉(zhuǎn)換。3）micrologix 1200可編程控制器 主機(jī)：micrologix1000,24點(diǎn)di，16點(diǎn)do。用來控制對plus2變頻器和impact變頻器的啟動停止操作，并可以及時的將plc的操作信息和緊急情況下變頻器發(fā)出的報(bào)警信息反饋給控制臺或下位機(jī)。 擴(kuò)展模塊：1762-iq8 8點(diǎn)輸入，1762-ow8

20、 8點(diǎn)輸出。 通訊模塊：232/485 1761-net-aic可以方便的將micrologix 1000組態(tài)到dh-485的網(wǎng)絡(luò)中，以解決在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的通訊問題。4） 變頻器 風(fēng)機(jī)變頻器：采用a-b公司的plus2變頻器，輸入一路給定轉(zhuǎn)速信號，開環(huán)控制方式。 測功機(jī)變頻器：采用a-b公司的impact變頻器，相比于plus2而言，impact變頻器控制方法更多，功能更強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)測功機(jī)系統(tǒng)所需要的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)操作。該變頻器輸入信號為二路，一路為給定轉(zhuǎn)速信號，一路為給定轉(zhuǎn)矩信號，二者均采用閉環(huán)控制方式。 regen單元: 當(dāng)工作在alr方式時，一般情況下風(fēng)機(jī)消耗的電能總比測功機(jī)發(fā)出的電要多。測功

21、機(jī)發(fā)出的電經(jīng)過直流母線送到風(fēng)機(jī)。能量在系統(tǒng)內(nèi)部交換。這一點(diǎn)可以由變頻器regen單元實(shí)現(xiàn)能量的自動調(diào)節(jié)。如果發(fā)出的電量大于需要的電量時，regen單元就將多余電能回送到電網(wǎng)，如果發(fā)出的電量小于需要的電量時，regen單元就將發(fā)出的電送到風(fēng)機(jī)，不足部分再由電網(wǎng)補(bǔ)充輸送到風(fēng)機(jī)。5）司機(jī)助手由一臺crt來承擔(dān)，與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)直接相連，主要負(fù)責(zé)給摩托車試車員提供必要的摩托車運(yùn)行情況信息（如車速，油耗等與上位機(jī)共享的顯示數(shù)據(jù)），同時可以顯示出需要試車員動作的指令提示信息。6）控制臺在必要的情況下，可以采用手動的控制方式通過控制臺對系統(tǒng)進(jìn)行控制（如控制方式的選擇，各種給定量的給入等），同時系統(tǒng)產(chǎn)生的故障

22、信號也可以以信號燈和警報(bào)的形式在控制臺上反應(yīng)出來。 23底盤測功機(jī)力學(xué)原理摩托車底盤測功機(jī)是應(yīng)用現(xiàn)代電測和計(jì)算機(jī)技術(shù),利用摩托車在路面行駛中與道路的相對運(yùn)動關(guān)系,將摩托車道路行駛工況(如:道路阻力狀況、行駛慣性等)有效、等量地轉(zhuǎn)移到摩托車底盤測功機(jī)上,即摩托車底盤測功機(jī)仿真模擬各項(xiàng)行駛阻力,使摩托車整車的道路試驗(yàn)項(xiàng)目以及應(yīng)用工況法測量摩托車排氣污染物排放量等試驗(yàn)移至室內(nèi)進(jìn)行的專用測試設(shè)備。 摩托車在道路上行駛是摩托車相對靜止的路面運(yùn)動,而摩托車在底盤測功機(jī)上進(jìn)行臺架動力性試驗(yàn)是用滾輪(亦稱轉(zhuǎn)鼓)表面取代路面,并且相對于靜止的摩托車做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。摩托車底盤測功機(jī)行駛阻力的模擬如何實(shí)現(xiàn)、精確度如何保

23、證是其技術(shù)關(guān)鍵。以下從運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)理論入手來分析底盤測功機(jī)的力學(xué)原理。2.3.1摩托車在道路上的行駛摩托車行駛在路面上,其發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩,經(jīng)變速傳動系統(tǒng)傳遞給驅(qū)動輪,通過輪胎與地面的接觸(摩擦力足夠大時,視為無滑動的純滾動運(yùn)動)產(chǎn)生驅(qū)動力,同時還受到各種行駛阻力。受力分析如圖2.2。首先，我們知道，當(dāng)驅(qū)動力等于行駛阻力時,摩托車做勻速運(yùn)動;當(dāng)驅(qū)動力不等于(大于或小于)行駛阻力時,摩托車做變速(加速或減速)運(yùn)動。根據(jù)力學(xué)理論的原理，我們可以對摩托車在行駛過程中所受到的各類力做以下的分析。圖2.2摩托車道路行駛受力分析 1 摩托車的驅(qū)動力摩托車的驅(qū)動力是由發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩,經(jīng)離合器、變速傳

24、動系統(tǒng)(降速增扭作用)傳遞給驅(qū)動輪足夠大的驅(qū)動扭矩,其對地面產(chǎn)生一圓周力(切向力),地面由于附著作用給驅(qū)動輪一反作用力(當(dāng)附著條件即路面接觸強(qiáng)度足夠大時,其與圓周力可視為大小相等、方向相反)即為推動摩托車前進(jìn)的驅(qū)動力。ft=f0=mt/r=(n)式中:ft：摩托車的驅(qū)動力,(n);f0：驅(qū)動輪對地面產(chǎn)生的圓周力(圖1中用虛線、箭頭表示),(n);mt：驅(qū)動輪上的驅(qū)動扭矩,(n);r：驅(qū)動輪工作半徑,();me：摩托車發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩,(n);：一次傳動比;：變速器傳動比;：二次傳動比;t：傳動變速系統(tǒng)總傳動效率。2摩托車的行駛阻力摩托車穩(wěn)定行駛時受到的各種阻力,統(tǒng)稱為行駛阻力，其主要包括滾動

25、阻力，空氣阻力，坡度阻力和慣性阻力等。1）滾動阻力摩托車車輪彈性輪胎在路面上滾動時,來自路面與輪胎接觸面之間的各種阻力,統(tǒng)稱為滾動阻力。由于前、后輪的受力情況不同,故其滾動阻力則不同。在計(jì)算滾動阻力時,按整車的滾動阻力考慮。 ff=f*m*g(n)式中:ff：整車的滾動阻力,(n);m：摩托車整車基準(zhǔn)質(zhì)量(含駕駛員質(zhì)量75kg),(kg);g：重力加速度,(m/);f：整車滾動阻力系數(shù),其是路面狀況、輪胎結(jié)構(gòu)、充氣壓力、車速、載荷等的函數(shù), f=f1*g1/g+f2*g2/g;f1：從動輪的滾動阻力系數(shù);g：摩托車整車法向載荷,(n);g1：從動輪的法向載荷,(n);f2驅(qū)動輪的滾動阻力系數(shù);

26、g2驅(qū)動輪的法向載荷,(n)。2）空氣阻力摩托車行駛時,在空氣中運(yùn)動受到空氣的作用力,稱為空氣阻力。其主要由壓力阻力(即形狀阻力,迎面壓力大于后部壓力)和摩擦阻力(即表面阻力,在摩托車與切向氣流摩擦表面上產(chǎn)生)構(gòu)成。據(jù)實(shí)驗(yàn)測定,空氣阻力主要是壓力阻力,即:fw=(n)式中:fw:空氣阻力,(n);:空氣阻力系數(shù);a:迎風(fēng)面積,即摩托車(含駕駛員)行駛方向的正投影面積,();:空氣密度,(kg/);vr:相對速度,(m/s),無風(fēng)時為摩托車行駛速度。3）坡度阻力摩托車沿縱向坡路上行駛時,受重力沿坡道分力的作用,稱為坡度阻力。上坡時,坡度阻力與驅(qū)動力方向相反;下坡時,兩者方向一致。 fi=mgsi

27、n (n)式中:fi:坡度阻力,(n);:縱向坡度角,()。若按照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),公路以坡度值即p=tan表示,并取代sin:sintanp則: fi=mgsinmgtan=mgp(n)可見,用道路的坡度值(以百分?jǐn)?shù)表示)取代sin時,是在值較小(在小于17時,所帶來的誤差將不超過5%)時;若值較大,則不能如此計(jì)算。4）慣性阻力摩托車變速行駛時,除克服上述阻力外,還需克服其本身質(zhì)量變速運(yùn)動的慣性力。其由兩部分組成:平移質(zhì)量慣性力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力。將其換算到車輪上的等效慣性阻力為:fj=mdv/dt(n)式中:fj:變速行駛,換算到車輪上的總慣性阻力,(n);:質(zhì)量換算系數(shù); 圖1中,t jw

28、1、tj w2分別為從動、驅(qū)動輪產(chǎn)生的慣性轉(zhuǎn)矩。3摩托車道路行駛方程據(jù)上述各力在軸上的投影,可得到摩托車的道路變速行駛方程:ft=ff+fw+fi+fj=fmg+mgsin+mdv/dt+mdv/dt(n) 該式表明了摩托車在坡道上變速行駛時的驅(qū)動力與行駛阻力的平衡關(guān)系,同時也表明了摩托車的動力性能。另外,由于滾動阻力系數(shù)與行駛速度有關(guān),所以滾動阻力、空氣阻力均為車速的函數(shù),在任何條件下均存在,且為正值;而坡度阻力、慣性阻力與車速無關(guān)(慣性阻力為加速度的函數(shù)),且在一定條件下(即上坡或下坡、加速或減速)存在,且有正負(fù)值。2.3.2.摩托車在底盤測功機(jī)上的行駛摩托車在底盤測功機(jī)滾輪上行駛,前輪被

29、夾緊固定,僅驅(qū)動輪和滾輪做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,此時車輛相對滾輪是靜止的,車速為零,而滾輪表面則取代了路面。受力分析如圖2.3。圖2.3摩托車在底盤測功機(jī)上行駛受力分析通過對驅(qū)動輪在滾輪上變速行駛時的受力分析,可得到摩托車在底盤測功機(jī)上的變速行駛方程: ft= +fm+fe+fj+fj式中: ft:摩托車的驅(qū)動力,(n);:底盤測功機(jī)制動力,(n);fm:底盤測功機(jī)滾輪、慣性輪及軸系總摩擦阻力,(n);fe:驅(qū)動輪與滾輪間的滾動阻力,fe=(1+r)ff2(n);fj:驅(qū)動輪和發(fā)動機(jī)曲軸部件、離合器、變速器、二次傳動裝置等旋轉(zhuǎn)部件的慣性力換算到車輪上的慣性阻力;fj:滾輪、慣性輪及軸系產(chǎn)生的慣性阻力,

30、 (n);2.3.3 底盤測功機(jī)模擬摩托車道路行駛方程在底盤測功機(jī)上模擬摩托車道路行駛狀況時,底盤測功機(jī)必須產(chǎn)生相當(dāng)某車型在道路上行駛時所呈現(xiàn)的、與車速成函數(shù)關(guān)系的行駛阻力,即底盤測功機(jī)模擬的行駛阻力與道路行駛阻力須相等。比較摩托車在道路上和在底盤測功機(jī)上的兩行駛方程式可得:ff+fw+fi+fj=fr+fm+fe+fj+fj整理并歸并同類項(xiàng)得: ff+fw+fi+(m+)dv/dt=+fm+fe+dv/dt令上式中兩邊對應(yīng)項(xiàng)相等,得:dv/dt=(m+)dv/dt (3)由于摩托車驅(qū)動輪與滾輪相對旋轉(zhuǎn),切點(diǎn)的線速度相等,則:ir=(m+) * (3)即當(dāng)量模擬質(zhì)量:當(dāng)=+fr+fm+fe=f

31、f+fw+fifr=(ff+fw+fi)-(fm+fe) (4)分析式(3)、式(4),可得到如下結(jié)論,并為其機(jī)械設(shè)計(jì)與程序控制提供了理論基礎(chǔ):1),從式(3)可見,要使底盤測功機(jī)模擬摩托車道路行駛中的慣性阻力,只要使?jié)L輪同軸上所有旋轉(zhuǎn)部件(包括慣性輪、主軸、聯(lián)軸器、電機(jī)軸、扭矩儀等)產(chǎn)生的慣性阻力(dv/dt)等于摩托車整車基準(zhǔn)質(zhì)量和從動輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性阻力之和即可。從式(3)可見,底盤測功機(jī)滾輪軸系的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)等于受試摩托車整車基準(zhǔn)質(zhì)量與從動輪當(dāng)量旋轉(zhuǎn)質(zhì)量之和與滾輪半徑平方的乘積;或者講,底盤測功機(jī)的當(dāng)量模擬質(zhì)量應(yīng)等于受試摩托車基準(zhǔn)質(zhì)量與從動輪轉(zhuǎn)動慣量的當(dāng)量質(zhì)量之和。2),從式(4)可

32、見,要使底盤測功機(jī)模擬摩托車道路行駛中的滾動阻力、空氣阻力和坡度阻力,只要使底盤測功機(jī)的制動力等于路面行駛的滾動阻力、空氣阻力和坡度阻力之和,減去底盤測功機(jī)滾輪、慣性輪及軸系總摩擦阻力和驅(qū)動輪與滾輪間的滾動阻力之和即可。2.4底盤測功機(jī)電控部分設(shè)計(jì)原理 在分析了摩托車路試和臺試的力學(xué)擬合原理后，我們可以在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步來分析一下底盤測功機(jī)系統(tǒng)的電控設(shè)計(jì)原理。從總體來說，摩托車底盤測功機(jī)電控系統(tǒng)的最主要部分在于道路阻力設(shè)定器和工作方式的設(shè)定，這也是底盤測功機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分。241道路阻力設(shè)定器道路阻力設(shè)定器的設(shè)計(jì)，即采取何種方式和方法可以比較簡單廉價的使測試系統(tǒng)的臺試受力效果可以比較好的逼近

33、路試的真實(shí)情況，是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。從目前國內(nèi)外底盤測功機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，大多數(shù)發(fā)展成熟的系統(tǒng)采用了慣性飛輪，電渦流，水力等附加機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)道路阻力的設(shè)定，結(jié)果比較準(zhǔn)確的模擬了真實(shí)路面上摩托車的受力情況，但在另一方面，這些測功機(jī)又存在著造價昂貴，機(jī)械部分龐大，難以向中小廠家普及等缺點(diǎn)。相比較而言，電慣量的應(yīng)用在這一方面有著很好的發(fā)展前景。其不需要外加額外的機(jī)械裝置，直接依靠軟件算法即可模擬道路阻力，系統(tǒng)簡單，造價低廉，并且不斷發(fā)展的模擬精度正在逼近傳統(tǒng)的道路阻力設(shè)定器。正是由于這一方面的原因，國內(nèi)外的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)都將下一代底盤測功機(jī)的研究方向集中在了電慣量的理論應(yīng)用上。 所謂電慣量，就是采用

34、電力的方法來模擬摩托車在真實(shí)路面上所受的阻力。其主要機(jī)械結(jié)構(gòu)與測功機(jī)本身結(jié)為一體，不需要外帶附加的機(jī)械裝置。即測功機(jī)在測功的同時可以充當(dāng)?shù)缆纷枇υO(shè)定器。其主要工作流程如下：1），測功機(jī)傳感器測量出摩托車后輪的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩值送給下位計(jì)算機(jī)；2），根據(jù)傳感器送來的參數(shù)，系統(tǒng)啟動編輯好的道路阻力設(shè)定器算法計(jì)算出應(yīng)該模擬的阻力力矩；3）， 依照計(jì)算出的模擬阻力力矩值，將對應(yīng)產(chǎn)生的信號送入測功機(jī)控制變頻器（impact），使測功機(jī)產(chǎn)生一個與模擬阻力力矩值大小相等的反向力矩來模擬摩托車在真實(shí)路面上所受的阻力。在摩托車底盤測功機(jī)系統(tǒng)的電控部分，道路阻力設(shè)定器是其中的技術(shù)關(guān)鍵。在本章底盤測功機(jī)電控系統(tǒng)的介紹中，

35、我們著重分析一下道路阻力設(shè)定器的工作原理。通常，道路阻力設(shè)定器主要有以下四種設(shè)定方式：1），多點(diǎn)設(shè)定：用一個數(shù)組表示不同速度點(diǎn)的阻力值。2），方程式設(shè)定：f（v）=a+bv+c。3），v-t設(shè)定：用車輛在道路滑行試驗(yàn)得到的v-t數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，得到a，b，c參數(shù)，再按照方程式法進(jìn)行設(shè)定。4），s-t設(shè)定：用車輛在道路滑行試驗(yàn)得到的s-t數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，得到a，b，c參數(shù)，再按照方程式法進(jìn)行設(shè)定。在本系統(tǒng)中，道路阻力設(shè)定器是一個軟件函數(shù)發(fā)生器，輸入信號是轉(zhuǎn)鼓線速度v（由1024ppr轉(zhuǎn)角編碼器測得），輸出信號是經(jīng)過計(jì)算后的轉(zhuǎn)矩指令f（給入到impact變頻器中）。道路阻力設(shè)定器連續(xù)不斷的測量

36、速度和加速度，計(jì)算此時此刻應(yīng)有的阻力，并向測功機(jī)控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩指令。（速度不低于50次/sec）。在本系統(tǒng)中，道路阻力設(shè)定器需要模擬的摩托車在道路上行駛阻力fr有4項(xiàng)：滾動阻力ff，空氣阻力fw，慣性阻力fi，坡度阻力fj。因此有 fdy=a+bv+c-fm+（m0+mi1-mm）dv/dt+gm0sin。其中：fdy: 測功機(jī)提供的電磁阻力，即阻力設(shè)定器的計(jì)算輸出值；a，b，c：與車輛有關(guān)的參數(shù)，需要在測試前根據(jù)不同的車型對應(yīng)輸入；fm： 測功機(jī)轉(zhuǎn)鼓的機(jī)械損失阻力；m0: 摩托車總質(zhì)量，本系統(tǒng)規(guī)定可試驗(yàn)的車輛慣性質(zhì)量是140-250kg；mil：前輪慣性質(zhì)量；mm： 測功機(jī)轉(zhuǎn)鼓慣性質(zhì)量，在

37、本系統(tǒng)中mm=150kg。根據(jù)以上推導(dǎo)，為了滿足不同的車輛試驗(yàn)，系統(tǒng)中道路阻力設(shè)定器應(yīng)有6個數(shù)據(jù)由人工輸入：a，b，c，m0，mil, 。除此以外，fm和mm是測功機(jī)固有參數(shù)，fm需經(jīng)試驗(yàn)確定，可由數(shù)組保存，也可用一個二次代數(shù)式來表示。mm則先用計(jì)算方法得出，再用力學(xué)方法測量修正。在道路阻力設(shè)定器的參數(shù)輸入以后，要想在底盤測功機(jī)上逼真的復(fù)現(xiàn)車輛在道路上的阻力，道路阻力設(shè)定器還要有自動修正功能，簡單說就是利用慣性滑行法來逐次逼近設(shè)定值，把因設(shè)備機(jī)械損失和電氣系統(tǒng)漂移等因素造成的誤差消除到最小程度。道路阻力設(shè)定器的滑行修正過程和機(jī)械損失圖示如下： 圖2.4滑行修正過程圖示 圖2.5 機(jī)械損失圖示根

38、據(jù)操作流程，慣性滑行自動修正過程還至少需要6個參數(shù)輸入：預(yù)熱時間，預(yù)熱車速，允許誤差，穩(wěn)定時間，滑行開始速度，滑行終止速度。在道路阻力設(shè)定器的所有設(shè)置都完成以后，系統(tǒng)就可以上臺試來運(yùn)行滑行試驗(yàn)了，這也是摩托車真實(shí)測控工作必須處理好的前提工作。因?yàn)橹挥挟?dāng)系統(tǒng)的阻力設(shè)定器輸入?yún)?shù)被修正到與被測摩托車真實(shí)情況相吻合時，計(jì)算輸出給測功機(jī)的模擬阻力轉(zhuǎn)矩信號才是可靠有用的。否則系統(tǒng)的測試誤差就相當(dāng)?shù)拇?，以致于系統(tǒng)的測試結(jié)果極不可靠。在滑行修正試驗(yàn)中，系統(tǒng)采用最小二乘法來逐次逼近設(shè)定值，在輸入a，b，c參數(shù)的基礎(chǔ)上，每滑行一次，就按照滑行結(jié)果修正一次a，b，c的參數(shù)值。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果最終調(diào)整在誤差允許范圍內(nèi)時，

39、取這時的a，b，c參數(shù)值為最終道路阻力設(shè)定器的實(shí)際工作參數(shù)值。（滑行試驗(yàn)一般5次）從總體上來說，采用電慣量的電路阻力設(shè)定器實(shí)際上是一種采用軟件機(jī)制來設(shè)定阻力的系統(tǒng)，與轉(zhuǎn)鼓同軸的測功機(jī)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中具備測功和阻力設(shè)定2個功能，在整個工作工程中測功機(jī)一邊為原動機(jī)提供阻力轉(zhuǎn)矩，使原動機(jī)可以在有負(fù)荷的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，把原動機(jī)的機(jī)械功率“吸收”掉；一邊測量出原動機(jī)在不同工況下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，二者保持同步進(jìn)行。因此，整個測功機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，附加機(jī)械裝置少，價格低廉，對于未來底盤測功機(jī)的普及發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。242測功機(jī)的幾種工作方式在本測功機(jī)系統(tǒng)中，測功機(jī)主要工作在asr，atr，alr三種工作方式。

40、其主要工作原理介紹如下：（1）asr（auto speed regulate）恒轉(zhuǎn)速方式 在asr工作方式，測功機(jī)在轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速方向不變，負(fù)荷（轉(zhuǎn)矩）大小和方向取決于被測的原動機(jī)?？刂凭纫螅红o態(tài)優(yōu)于0.1，動態(tài)優(yōu)于0.5。該工作方式主要用于測功機(jī)空轉(zhuǎn)檢查，摩托車后輪驅(qū)動力測試。測功機(jī)上安裝有兩個轉(zhuǎn)速傳感器，一個是1024ppr光電編碼器，供變頻器和道路阻力設(shè)定器使用，另一個是120脈沖/轉(zhuǎn)光電編碼器，供測量、報(bào)警使用。（2）atr(auto toque regulate) 恒轉(zhuǎn)矩方式在atr工作方式，測功機(jī)在轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制下運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速方向保持恒定，轉(zhuǎn)速值取決于被測原動機(jī)。控制精度

41、要求：靜態(tài)優(yōu)于0.5，動態(tài)優(yōu)于1。該工作方式主要用于測功機(jī)的特性檢查和摩托車自動道路負(fù)荷試驗(yàn)。測功機(jī)上安裝有應(yīng)變片式的拉力傳感器，用于測量阻力力矩，信號經(jīng)過放大后可以供轉(zhuǎn)矩反饋、轉(zhuǎn)矩測量、轉(zhuǎn)矩報(bào)警用。 （3）alr(auto load regulate)自動道路負(fù)荷方式這是底盤測功機(jī)最重要的工作方式。測功機(jī)模擬出車輛在道路上受到的阻力，使車輛在測功機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)時驅(qū)動輪受到的阻力與在道路上受到的阻力一致，這樣就可以取得與室外道路實(shí)驗(yàn)一樣的測試效果。在asr和atr工作方式下，轉(zhuǎn)速指令或轉(zhuǎn)矩指令是由位于控制臺上的手動脈沖設(shè)定器給出的，而在alr工作方式下的轉(zhuǎn)矩指令是由“道路阻力設(shè)定器”給出的。從安全的

42、角度考慮，無論在那種方式下，人都可以直接操作開關(guān)，測功機(jī)可以比較平滑的切換工作方式，切換中應(yīng)避免出現(xiàn)較大的沖擊和過流過載等報(bào)警。第3章 plc在系統(tǒng)中的控制應(yīng)用3.1 micrologix 1200可編程控制器簡介 micrologix 1200可編程控制器是美國艾倫-布拉德利（a-b）自動化公司新近生產(chǎn)的小型化，經(jīng)濟(jì)化的可編程控制器?？捎糜?4點(diǎn)i/0或40點(diǎn)i/0兩種結(jié)構(gòu)。它們的任選i/o功能和電氣組態(tài)功能，使micrologix1200可編程控制器幾乎可以適合所有的工業(yè)應(yīng)用要求。 micrologix1200可編程控制器的主要特點(diǎn)如下： 1）兩種i/o容量（24點(diǎn)或40點(diǎn)），適應(yīng)多種應(yīng)用

43、場合。 2）多種電氣組態(tài)結(jié)構(gòu)，可以滿足多種電氣要求： 帶120v/240v交流電源的24v直流輸入和繼電器輸出； 帶120v/240v交流電源的120v交流輸入和繼電器輸出； 帶24v直流電源的24v直流輸入和繼電器輸出； 帶24v直流電源的24v直流輸入，24v直流場效應(yīng)管和繼電器輸出； 帶120v/240v交流電源的120v交流輸入以及雙向可控硅和繼電器輸出。3）隔離的繼電器輸出觸點(diǎn)（每個控制器最少兩個），允許同一個單元的輸出切換不同的控制電壓。4）小巧的尺寸，使micrologix1200可編程控制器可以安裝在緊湊的空間內(nèi)。5）rs-232通信通道，可以將控制器與編程裝置或電話調(diào)制解調(diào)器

44、直接連接。6）通過一個特定的aic+轉(zhuǎn)換器可對應(yīng)實(shí)現(xiàn)dh-485，devicenet,ethernet通信協(xié)議。可以與對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上的slc處理器，其它micrologix控制器，操作員界面或編程裝置進(jìn)行通信。311micrologix 1200的硬件系統(tǒng)簡介 micrologix1200可編程控制器是一種集電源模塊，處理器模塊，輸入模塊和輸出模塊為一體的可編程控制器。其系統(tǒng)的基本組成可以用下圖表示： 圖3.1 系統(tǒng)硬件組成方框圖 一 micrologix1200各組成部分簡介：從上面的系統(tǒng)組成框圖我們可以看到，整個micrologix1200可編程控制器基本上是由5大模塊所構(gòu)成的，其各個組成部分

45、的基本功能介紹如下：1.cpu模塊cpu模塊是micrologix可編程控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲器兩部分組成。（1）微處理器 微處理器是由大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路微處理器芯片構(gòu)成的，通常采用z80a，8031，8085，8086，80286等專用的cpu芯片。cpu芯片的性能關(guān)系到可編程控制器處理控制信號的能力和速度。微處理器系統(tǒng)中的功能是在系統(tǒng)程序支撐下對整個可編程控制器系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，如系統(tǒng)自檢或其它初始化處理；接受并存儲從編程設(shè)備輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；對電源，可編程控制器內(nèi)部各電路的狀態(tài)和用戶編程中的語法錯誤進(jìn)行診斷，以便用戶進(jìn)行處理。進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，微處理器采用掃描的方式

46、通過輸入模塊將現(xiàn)場的輸入信號和數(shù)據(jù)讀入用戶存儲器中，然后從用戶存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，將運(yùn)行用戶程序，最后根據(jù)運(yùn)行的結(jié)果刷新有關(guān)的寄存器，并將內(nèi)容送到輸出模塊中，以控制有關(guān)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。與此同時，微處理器可以實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)的實(shí)時數(shù)據(jù)通信。（2）存儲器 可編程控制器的存儲器模塊包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。系統(tǒng)存儲器主要用來存放可編程控制器的系統(tǒng)操作程序，用戶指令解釋程序，編譯程序，系統(tǒng)診斷程序和通信管理程序等固化好的程序。這些程序不能更改，被廠家編寫并固化在rom中。用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。程序存儲器用來存放用戶編制的程序，

47、可以使用ram，eprom或prom存儲器，其內(nèi)容可由用戶根據(jù)生產(chǎn)過程和工藝的要求進(jìn)行修改或增刪；而數(shù)據(jù)存儲器用來存放運(yùn)算數(shù)據(jù)或中間運(yùn)算結(jié)果。2.輸入/輸出（i/o）模塊輸入輸出模塊是micrologix1200可編程控制器與現(xiàn)場設(shè)備連接的接口。輸入模塊用來接收和采集從現(xiàn)場設(shè)備輸入的信號，包括開關(guān)量輸入信號和模擬量輸入信號。模擬量輸入信號需要限定在某個電壓或電流范圍內(nèi)，由模擬量輸入模塊將這個信號轉(zhuǎn)換成cpu能夠處理的數(shù)字信號。輸出模塊則用來傳遞cpu發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出控制信號。輸入輸出模塊的種類很多，如：1） ，數(shù)字量輸入輸出模塊：包括能直接接收和輸出交流電壓（110v或220v）信號的交流

48、輸入輸出模塊和直流電壓（24v，12v，5vttl電平）信號的直流輸入輸出模塊。大多數(shù)的可變程序控制器生產(chǎn)廠家都提供有繼電器觸點(diǎn)輸出型的輸出模塊，以滿足要求無源輸出的應(yīng)用條件。2） ，模擬量輸入輸出模塊：模擬量輸入模塊將各種滿足iec標(biāo)準(zhǔn)的直流信號轉(zhuǎn)換成8位，10位，12位的二進(jìn)制數(shù)字信號，送給cpu處理。模擬輸出模塊將cpu的二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成滿足iec標(biāo)準(zhǔn)的直流信號，提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。3），特殊模塊：中大型的可編程控制器除了上述的兩種常用的輸入輸出模塊外，還有各種各樣的特殊模塊，也叫智能模塊。如高速計(jì)數(shù)器模塊，熱電偶或熱電阻模塊，各種定位模塊，各種編碼器模塊，ascii/basic模塊，各

49、種通訊模塊等等，以滿足不同場合的多種特殊要求3.編程設(shè)備編程設(shè)備是可變程序控制器系統(tǒng)中最重要的外圍設(shè)備，利用它可以輸入，檢查，修改，調(diào)試用戶程序，也可以用它在線顯示可編程控制器的工作情況。micrologix1200的編程設(shè)備主要有pc機(jī)和手持式編程器兩種（1761-hhp-b30）。4.電源模塊電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)換乘客編程控制器所需要的直流電源，使可變程序控制器能夠正常工作。它可以是外掛的，也可以是內(nèi)置的（與cpu模塊，i/o模塊插在同一框架上）。micrologix1000的電源是直接整合在控制器主體上的。micrologix1200可編程控制器圖示如下，從中我們可以清楚的看到上面所介紹

50、的plc的各個組成部分的分布： 圖3.2 micrologix 1200控制器及其擴(kuò)展i/o模塊二 micrologix1200可編程控制器的基本工作原理：micrologix1200可編程控制器從本質(zhì)上說屬于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的一種，所以它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)的工作原理之上的。也就是說，micrologix1200可編程序控制器的動作也是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。程序的執(zhí)行是依照正序號依次順序進(jìn)行的，響應(yīng)各電器的動作也就隨之串聯(lián)進(jìn)行，但由于程序進(jìn)行速度極快，一次各電氣機(jī)構(gòu)的動作幾乎是同時完成的，所以操作人員一般感覺不到操作過程中各機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作前后順序的差異。同時，可編程控制器采用了不斷循環(huán)掃描執(zhí)行的工作方式，使micrologix1200隨時處于待命狀態(tài)，更加滿足工業(yè)控制現(xiàn)場的實(shí)時性要求。micrologix1200可編程控制器采用的“不斷循環(huán)順序掃描”工作方式流程可以按以下過程描述：首先，cpu從第一條指令開始，順序逐條的執(zhí)行程序指令，直到用戶程序結(jié)束為止，然后又返回第一條指令開始新