PLC 在汽車啟動電機測試系統(tǒng)中的應(yīng)用
啟動電機是汽車啟動的一個重要配件，其轉(zhuǎn)速、推力和間隙參數(shù)影響啟動電機和發(fā)動機之間的嚙合，影響汽車的啟動性能。此前，生產(chǎn)廠家采用手工裝夾啟動電機，多個工步均需要手工操作，且間隙測量屬于定性測量，用能否插入金屬片進(jìn)行判斷，這種測試方法效率低，測試精度不高，一方面嚴(yán)重影響了企業(yè)的產(chǎn)能，另一方面影響企業(yè)產(chǎn)品性能。
一、設(shè)計需求分析
(一)系統(tǒng)設(shè)計需求
通過對企業(yè)需求進(jìn)行調(diào)查分析，啟動電機測試系統(tǒng)需完成自動裝夾、自動調(diào)整測試電壓、自動完成參數(shù)的測試并判斷啟動電機是否合格。啟動電機如圖 1 所示，測試參數(shù)如下：1.轉(zhuǎn)速檢測、噪聲測量。 2.吸合電壓。3. 間隙檢測。4.壓力檢測。 5. 釋放電壓。 6. 噪聲檢測。7.齒輪靜止位置尺寸。 8. 齒輪伸出位置尺寸。
(二)系統(tǒng)測試方法分析
1.測試過程優(yōu)化。為了提高測試效率，縮短測試時間，提高生產(chǎn)效率，對原測試過程進(jìn)行優(yōu)化組合，將測試過程分為以下 3 個步驟：
1 ）額定電壓下的參數(shù)測量：測量轉(zhuǎn)速、電機噪聲、電流3 個參數(shù)。
2 ）吸合動作的參數(shù)測量：吸合電壓、吸合壓力、間隙、齒輪伸出長度 4 個參數(shù)。
3 ）釋放動作的參數(shù)測量：釋放電壓、齒輪靜止長度 2個參數(shù)。
2. 關(guān)鍵參數(shù)測量方法。齒輪伸出后其位置不固定，擋圈位置不固定，需要將二者固定后才能測出齒輪伸出位置和擋圈之間的間隙，此參數(shù)的測量是系統(tǒng)開發(fā)能否成功的關(guān)鍵。如圖 2 所示，電機吸合后，給“線圈”供電產(chǎn)生磁場以固定電機擋圈；同時利用機械機構(gòu)固定電機齒輪位置，從而保證擋圈和齒輪之間的間歇為真實間隙。光電對射開關(guān)采用步進(jìn)電機驅(qū)動，帶動它滑向擋圈，當(dāng)光電對射管的光線被擋住的瞬間（開關(guān) ON-OFF ）開始測量，到齒輪端面擋住光線瞬間（開關(guān) OFF-ON ）結(jié)束測量，二者之間所發(fā)出的步進(jìn)電機脈沖總數(shù)乘以脈沖當(dāng)量即為間隙。
二、 控制系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)的控制器采用歐姆龍 CP1HXA40DR ，帶 4 路 A/D轉(zhuǎn)換器和 4 路高速脈沖輸入及 4 路高速脈沖輸出，配CPM1-CF01 串口通信板，壓力傳感器采用 NS-WL1-50kg-2-2-V2-1 ，光電對射開關(guān)采用 BGL80A-004-S49 ，轉(zhuǎn)速測量采用 BES 516-325-BO-C [1] ，采用可編程直流穩(wěn)壓電源（ DSP12-300A ）對啟動電機供電，啟動電機控制相同框圖如圖 3 所示。
三、 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件部分設(shè)計包括 PLC 程序設(shè)計與人機界面軟件設(shè)計。
(一)PLC 程序設(shè)計
1.PLC 配置。先根據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)果，分配 PLC 輸入和輸出 [2] 。然后對配置 PLC 硬件，打開 CX-P 軟件，新建程序，選擇 CP1H 型號，然后打開設(shè)置對話框，對串口、脈沖輸入、脈沖輸出和 A/D 及 D/A 輸出功能進(jìn)行設(shè)定，完成后將設(shè)置下載到 PLC ，關(guān)電后再開電，設(shè)置被保存在 PLC 中，才能使用這些系統(tǒng)集成功能。
2.PLC 程序設(shè)計。控制程序的初始化部分主要完成設(shè)備復(fù)位功能手動控制程序和單步程序主要應(yīng)用設(shè)備調(diào)試和維修；全自動控制程序用于設(shè)備的全自動運行，其流程圖如圖 4 所示。
(二)人機界面
系統(tǒng)采用工控機通過串行通信接收測試數(shù)據(jù)、并進(jìn)行儲存和判斷，工控機程序采用組態(tài)王進(jìn)行開發(fā) [3] ，能夠?qū)崟r顯示存儲測量值，判斷啟動電機測試結(jié)果是否合格，程序此略。
基于本設(shè)計制造的測試設(shè)備已成功用于車間生產(chǎn)。設(shè)備運行穩(wěn)定、測試精度高，間隙測量精度達(dá)到 0.1mm ；系統(tǒng)操作簡便；具有測試數(shù)據(jù)儲存、查詢功能，設(shè)備具有良好的實用價值。本設(shè)備的研制提高了企業(yè)的啟動電機的質(zhì)量，對于推動企業(yè)技術(shù)升級具有重要作用。
