Matrix應用于差速器空載運轉試驗臺
北京梅智克斯電氣技術有限公司
隨著汽車工業的發展、零部件供應商和規模較大的零部件廠把形成自主開發能力建設擺到重要地位，如何提高生產效率，提升產品質量和技術水準，成為在競爭中取勝的關鍵因素。
在新車型的研發中，驅動橋是汽車傳動系中關鍵的部件總成，而差速器則是驅動橋的關鍵部件之一。差速器保證了車輛在路面不平或遇到轉彎時，其來自同一動力源的左、右車輪以不同的轉速運行。差速器的性能直接決定著車輛的轉向性能、通過性和可靠性。如果差速器的性能不好，一方面會加劇輪胎磨損和燃料消耗，另一方面會使轉向沉重，影響車輛的通過性和操縱性。國內外大多車橋制造企業所需的差速器都是分別從零部件制造廠購買齒輪、殼體、墊片等零件，然后自行裝配差速器總成。因此總成后的差速器各參數和性能的檢測就顯得尤為重要。
本文所介紹的差速器空載運轉試驗臺，主要用于差速器、傳動橋、分動箱、傳動箱等產品的量產工藝驗收檢測。可完成空載運轉試驗、空載磨合試驗、差速鎖結合分離試驗、氣動離合器結合分離試驗等項目。采用梅智克斯公司Matrix高端人機界面作為上位監控設備，內嵌CloudControl組態軟件。采用研華模塊15個（485串口），ABB變頻器1臺，Raytek紅外溫度傳感器3臺，油溫傳感器2臺，轉矩轉速傳感器1臺，電磁氣動閥組及氣動缸1套，通過modbus通信。本系統沒有使用PLC，控制與邏輯關系通過Matrix實現，運行過程中，通信速度可以滿足需求。
系統構成結構框圖如下：
試驗臺由試驗動力臺架、試驗動力總成、試驗工作臺、試驗工裝夾具、試件聯軸器、防護網罩、主動力柜、主控制臺、測溫現場接線箱、溫度傳感器、壓縮空氣閥組等部件構成。外圍部件氣動閥組，可對差速器的差速鎖和分動控制器進行控制。
試驗檢測數據主要包括：輸出轉速轉矩、軸承工作區零件外露表面溫升、潤滑油油溫及溫升等。
系統功能
1、 與硬件通信快速。操作者可自行設定運行轉速（最高限定為3000r/min）、運行時間、運行轉向等參數，允許不停機情況下更改參數，允許急停。
2、 自動完成測試過程。操作者按照試驗工藝規程要求設置好試驗參數后，試驗臺將按照設置的測試流程完成試驗并記錄結果。
3、 試驗內容修改簡便。全部邏輯時序控制等由Matrix完成，無PLC。遇到產品改型、新產品開發、小批量多品種生產時，僅僅修改Matrix就可以完成試驗設備的功能及試驗內容變更。修改過程快捷簡便。
4、 實時曲線趨勢。試驗過程中可通過儀表、數碼管、實時曲線等方式監視試件轉速、負載轉矩、轉向、運轉時間、差速鎖狀態、離合器狀態、試件表面溫度、潤滑油溫及試驗主動力系統等參數。
5、 報警及記錄。可通過聲音、手機短信等方式對轉矩、表面溫度、油溫等關鍵參數以及試驗是否完成進行報警、報告并記錄。
6、 試驗數據的查詢及共享。通過數據庫對試驗數據進行記錄，支持查詢和統計分析，并可通過USB數據接口輸出，同時Matrix具有有RJ45以太網口，通過擴展可以網絡實現試驗數據共享。
7、 安全管理系統，根據操作者級別設定權限，配合事件記錄功能，可有效管理系統安全，為故障分析提供依據。
系統特色
1. 傳統的差速器運轉試驗采用VB語言編程實現控制，本試驗臺采用組態軟件替代了VB編程，極大地提高了開發效率，并提升系統的可維護性。
2. 系統采用組態軟件，使控制系統可以與上層企業信息系統相連接，可以輕松實現試驗數據在企業內部的共享。也為將來利用WEB進行遠程監控和訪問打下基礎。
3. 系統架構、硬件、軟件等有完全的開放性，可容易進行試件種類更換、測試性能擴展，系統更加通用，也為后期對試驗臺進行功能擴展、修改、升級打下基礎。
4. Matrix人機界面采用散熱片散熱，硬盤采用電子盤，這種設計省去硬件中的風扇和磁頭，提高了防震、防塵的性能，擴大了工作的溫度濕度范圍，有效提高了系統穩定性。
5. 采用windows embedded操作系統，開機直接進入登陸界面，減少人為操作帶來的安全隱患，有效提升系統的安全性。
6. 內嵌組態軟件為CloudControl，界面美觀、易學易用。與硬件的高亮度寬視角的顯示屏匹配，使監控更直觀，操作更加人性化。
7. CloudControl組態軟件功能豐富，多語言功能可將簡體中文一鍵式切換為英文、日文等203種語言，為該試驗臺走出國門打下基礎。
本試驗臺革新性地采用組態軟件替換傳統的VB編程，采用Matrix部分取代了PLC的邏輯及時序控制功能。其Matrix人機界面與CloudControl組態軟件的優勢結合，發揮了軟件技術領先、功能豐富等優點，也使硬件的資源得到充分應用，提高了監控設備選型的效率，節省了成本，也保證了系統的穩定性。相對傳統實施方式，縮短了試驗設備的開發周期，簡化試驗設備后期的功能升級修改工作量。
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