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門鉸鏈襯套疲勞耐久試驗臺系統(tǒng)架構(gòu)總覽

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

上位機 (Qt軟件)：人機交互層，負責(zé)測試管理、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲和報告生成。

下位機 (西門子S7-1200 PLC)：控制核心層，負責(zé)接收上位機指令，執(zhí)行實時邏輯控制、運動控制和數(shù)據(jù)采集。

執(zhí)行單元 (伺服電機系統(tǒng))：物理執(zhí)行層，通過驅(qū)動器接收PLC指令，精確地產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)運動、角度。

各組成部分詳解

1. 伺服電機執(zhí)行單元

功能：

轉(zhuǎn)速與角度控制：通過PLC的脈沖輸出或模擬量/總線控制，實現(xiàn)測試循環(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。

負載模擬：通過伺服電機的扭矩控制模式，在鉸鏈運動過程中施加一個恒定的砝碼負載，以模擬門在打開/關(guān)閉過程中受到的力。

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

2. 西門子S7-1200 PLC

核心任務(wù)：

運動控制：通過集成的高速輸出點或PROFINET總線，控制伺服驅(qū)動器。

數(shù)據(jù)采集：連接并讀取角度編碼器、力傳感器等信號。

邏輯控制：管理測試啟停、安全互鎖（如防護門開關(guān)、急停）、循環(huán)計數(shù)、故障診斷。

通信樞紐：通過以太網(wǎng)與上位機Qt軟件通信；通過現(xiàn)場總線或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。

測試參數(shù)配置：設(shè)置目標(biāo)循環(huán)次數(shù)、運動速度、角度A/B點、負載大小、測試模式（連續(xù)、間歇）等。

實時監(jiān)控：以曲線、數(shù)字等形式實時顯示當(dāng)前角度、負荷值、轉(zhuǎn)速、循環(huán)次數(shù)等。

數(shù)據(jù)管理與存儲：將過程數(shù)據(jù)（時間、循環(huán)數(shù)、實際負荷值、實際角度）記錄到數(shù)據(jù)庫或CSV文件中。

報警與停機：設(shè)定閾值（如負荷值異常增大，預(yù)示襯套損壞），觸發(fā)報警或自動停機。

報告生成：測試結(jié)束后，自動生成包含測試參數(shù)、過程曲線和結(jié)論的報告。

門鉸鏈襯套疲勞耐久試驗臺如圖：