MCGS在执行系统回转精度动态检测中的应用

第 17卷 　第 5期 2007年 9月 　　 　 黑 　龙 　江 　科 　技 　学 　院 　学 　报 Journal of Heilongjiang Institute of Science & Technology 　 　Vol. 17 No. 5 　　 Sep. 2007 　　　　　　 文章编号 : 1671- 0118 (2007) 05- 0361- 04 MCGS在执行系统回转精度动态 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 中的应用 段铁群 , 　苏　霞 , 　李徐达 (哈尔滨理工大学 机械动力工程学院 , 哈尔滨 150080) 摘 　要 : 为了解决传统测控软件开发周期长、成本高、通用性差的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,根据谐波分析原理 ,在 执行系统回转精度在线动态检测系统中引入 MCGS组态软件技术。采用 ST - 2型非接触电涡流位 移振动传感器采集信号 ,采集板卡负责接收信号并输送到工控机 ,完成了径向跳动量、轴向窜动量 和角度摆动量 3个项目的测试。MATLAB仿真结果表明 ,基于 MCGS组态软件开发的测试系统 ,完 全能够满足高速运转的执行系统回转精度测试的要求。 关键词 :MCGS; 执行系统 ; 回转精度 ; 检测系统 ; 数据采集 　　中图分类号 : TP20611 文献标识码 : A App lica tion ofMCGS in executive system mo tion accuracy dynam ic m ea surem ent system DUAN Tiequn, 　SU X ia, L I X uda (Mechanical & Power Engineering College, Harbin Univ. Sci. Tech. , Harbin 150080, China) Abstract:D irected at the longer cycle and higher cost com ing from conventional software develop2 ment, the paper introduces harmonic analysis2based MCGS software technology to the imp lementation of online system accuracy rotary dynam ic testing system. The paper features the comp letion of three p rojects tests, such as beating of radial, axial movement of swing and the angle by using ST22 eddy current non2 contact disp lacement vibration sensor for signal acquisition, acquisition board responsible for receiving signals and transporting them to IPC. MATLAB simulation results show that, test system, based on MCGS software development can comp letely meet the requirements of the rotary accuracy test system with high2speed operation. Key words:MCGS; executive system; motion accuracy; measurement system; data acquisition 　　收稿日期 : 2007 - 06 - 08 　　作者简介 : 段铁群 (1960 - ) ,男 ,黑龙江省哈尔滨人 ,教授 ,硕士 ,研究方向 :机电设计 , E2mail: tqduan@163. com。0　引　言随着计算机技术和自动控制技术的不断发展 ,许多领域都引入了计算机自动检测与控制技术。在执行系统回转精度在线动态测试系统中 ,由于需要对径向跳动量和轴向窜动量进行同步数据采集与测试分析 ,所以也需要采用计算机自动检测技术进行 数据实时处理、曲线绘制、精度分析等。目前 ,国内执行系统回转精度在线动态测试中 ,测控软件大多由软件开发人员编制大量的指令和代码来实现 ,其工作量大、成本高、周期长、通用性差。为了改变这种状态 ,在执行系统回转精度在线动态检测系统的设计过程中 ,引入工控组态软件技术 ,取得了很好的效果 [ 1 ]。组态软件是近年来在工业自动化领域兴起的一 种新型的软件开发技术 ,只需利用组态软件包中的 工具 ,通过硬件组态 (硬件配置 )、数据组态、图形图 像组态等工作即可完成所需应用软件的开发工作 , 它具有二次开发简便、开发周期短、通用性强、可靠 性高等优点。在执行系统回转精度在线动态测试中 引入组态软件技术 ,可使用户避开复杂的计算机软 件代码编制问题 ,集中精力解决好测试本身的问题 , 按照实验系统的要求 ,组态配置出高性能、高可靠性 和高度专业化的测试软件系统 [ 2 ]。 1　执行系统回转精度检测系统 执行系统回转精度在线动态检测系统是根据国 家地方共建实验室项目所自行设计的测试实验系 统 ,主要由检测装置、工控机与 MCGS组态软件等部 分组成 ,它综合了工控机和组态软件的优点。测试 系统主要完成 3个项目的测试。 111　径向跳动量 采用双向测量方法 ,在相互垂直的 x和 y两个 方向上分别输出跳动值 ,执行系统径向误差可以近 似看成是周期运动 ,每转一圈运动误差呈现一个周 期 ,用周期 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 表示其运动误差 ,即 XT ( t) = a0 2 + ∑ ∞ k =1 ak cos 2πk t T + bk sin 2πk t T 。 从 XT ( t) 中剔除一次分量 A1 cos (2πt / T - <1 ) 得到 回转运动误差函数 ,计算出误差变化范围 ,即为执行 系统回转运动误差。通过检测得到评定误差曲线和 实时数据曲线 ,利用仿真软件绘制适当的运动误差 圆图像 ,然后采用最小二乘圆法来评定回转运动误 差 ,即 ∑ n i =1 (R i - R ) 2 = Em in。 112　轴向窜动量 在执行系统端部放置一个 ST - 2型非接触电涡 流位移振动传感器 ,测出轴端与传感器之间的间隙 变动量 ,用径向跳动量相同的测量方法 , 输出窜动 值 ,以极坐标的形式显示出来 ,通过仿真软件绘制适 当的运动误差圆图像 ,调试后得到轴向窜动实时数 据曲线。 113　角度摆动量 由于径向跳动量实验测试数据包含角度摆动 量 ,根据测量轴径向不同位置得出的误差变动量 ,将 角运动表示为 tan (XT ( t) - XT ′( t) ) / l。 (1) 由此 ,可根据谐波分析原理得到执行系统回转运动 误差函数 ,通过式 (1) 分离出角度摆动量。 2　自动检测系统设计 211　硬件设计 测试系统硬件部分主要由位移传感器、前置器、 采集板卡、工控机等组成 ,其工作原理如图 1所示。 系统通过采集板卡实时采集传感器信号 ,根据测控 要求 ,选用 ST - 2型非接触电涡流位移振动传感器 , 其主要技术指标 :线形量程为 115 mm;灵敏度为 8 mV /μm;线形误差为 - 110% ～+ 110% ;分辨率为 01125μm /mV。执行系统回转速度 10 ～1 000 r/m in, 要求每转采集 36个点 ,每毫秒采集不足 1个点即可。 所以该传感器完全满足工作要求。由工控机的组态 软件对采集板卡的通道值进行实时处理 ,以报表和 曲线的形式显示 ,从而实现对执行系统回转精度的 检测。 212　软件设计 系统软件采用 W indow s N T/2000 /XP操作系 统 ,运用 MCGS组态软件进行二次开发 [ 3 ]。根据执行 系统回转精度测试实验台对测试系统的要求 ,在选 择好相应的硬件设备 ,如 A /D卡后 ,即可用 MCGS组 态软件对测控系统进行应用软件系统的组态 ,具体 的组态过程如下 : (1) 主控菜单组态 主要是在 MCGS的“主控窗口 ”对其系统菜单 和系统参数进行定义和设置。 (2) 设备构件组态 主要是按测试系统的硬件配置情况 ,在 MCGS 的“设备窗口 ”中对 A /D采集板卡进行设置和组态。 (3) 用户界面组态 主要是按照用户习惯 ,在 MCGS的“用户窗口 ” 263 黑 　龙 　江 　科 　技 　学 　院 　学 　报 　　　　　　　　　　第 17卷 　 中用 MCGS的工具进行系统运行、设置、采集、绘制 曲线等界面的设计组态。用户界面如图 2所示。 (4) 实时数据对象组态 主要是对自动检测系统中的有关数据、变量进 行定义和设置。数据对象窗口如图 3所示。 (5) 运行策略组态 主要对一些系统策略 (如“启动策略 ”“循环策 略 ”“退出策略 ”等 ) 和用户策略 (如“报警数据 ” “采集数据”等 ) 进行编制。运行策略如图 4所示。 213　软件的运行 完成上述 5个窗口的组态后 ,系统即可生成适 用于精度测试的组态结果数据库 ,在 MCGS的运行 环境中对上述应用软件系统运行调试 ,测试系统的 数据采集情况如表 1所示。x、y方向误差数据实时曲 线如图 5所示。 表 1　数据采集报表 Table 1　Da te capture report form s 系统转速 / r·m in - 1 x径向跳动量 /μm y径向跳动量 /μm 轴向窜动量 /μm 理论值 /μm 125 4171 4112 3170 < 10 4168 4103 3172 < 10 315 4183 4152 3194 < 10 5112 4165 3189 < 10 500 5136 4196 4112 < 10 5147 4182 4135 < 10 通过 MATLAB 对测试系统误差曲线进行仿 真 [ 4 ] ,得到极坐标形式的误差曲线如图 6 ～ 8所示。 实现该功能的程序如下 : function image ( ) connA = da tabase (′系统 D′, ″, ″) ; cu rso rA = exec ( connA , ′se lec t x方向径向跳动 量 from x向跳动量组 - MCGS′) ; cu rso rB = exec ( connA , ′se lec t y方向径向跳动 量 from y向跳动量组 - MCGS′) ; cu rso rC = exec ( connA , ′se lec t 轴向窜动量 from 轴向窜动量组 - MCGS′) ; cu rso rA = fe tch ( curso rA , 36) ; cu rso rB = fetch ( curso rB , 36) ; cu rso rC = fetch ( curso rC , 36) ; A = curso rA. D ata; a = [A {∶} ]; B = curso rB. Data; b = [B {∶} ]; C = curso rC. Data; c = [ C{∶} ]; x = 1 ∶1 ∶36; figure (′Position′, [ 100, 700, 800, 600 ] ) subp lo t(2, 2, 1) p lo t( x, a, ′r - ′, x, b, ′b - ′) legend (′x方向 ′, ′y方向 ′, 0) title (′采集数据 x / y径向跳动量曲线显示 ′) 363第 5期 段铁群 ,等 :MCGS在执行系统回转精度动态检测中的应用 t = 23 p i/36 ∶23 p i/36 ∶23 p i; subp lo t(2, 2, 2) po lar ( t, a, ′r - ′) title (′x方向径向跳动量极坐标显示 ′) subp lo t(2, 2, 3) po lar ( t, b, ′b - ′) title (′y方向径向跳动量极坐标显示 ′) subp lo t(2, 2, 4) po lar ( t, c, ′r - ′) title (′轴向窜动量极坐标显示 ′) c lose ( curso r A ) c lose ( conn A ) 仿真结果表明 ,测得的执行系统回转误差值与静 态打表测得的径向跳动值和轴向窜动量基本吻合。该 测试系统采用传感器采集信号 ,采集卡传输数据到工 控机 ,MCGS实时显示误差值的方法切实可行。 3　结束语 根据执行系统回转精度测试特点 ,借助 MCGS 组态软件对其进行实时监测 ,并对采集的数据通过 MATLAB进行了仿真分析。结果表明 :采用该测试 系统可以准确测试执行系统回转精度。由于组态软 件功能完善、组态性强、人机界面友好 ,采用 MCGS 工控软件作为开发环境 ,满足了实时监测的要求 ,为 类似系统的实现提供了一套可以借鉴的完整的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 参考文献 : [ 1 ]　王少衡. 高速高精密主轴回转误差在线动态测试技术研究 [D ]. 广东 : 广东工业大学 , 2006. [ 2 ]　袁秀英. 组态控制技术 [M ]. 北京 :电子工业出版社 , 2003. [ 3 ]　黄天戍. 组态软件在工业系统中的二次开发 [ J ]. 武汉水利电 力大学学报 , 1999, (2) : 77 - 79. [ 4 ]　王凌锋. 工控组态软件中数据处理的设计和实现 [ J ]. 微计算 机信息 , 2000, (1) : 33 - 35. (编辑 　吴维华 ) 463 黑 　龙 　江 　科 　技 　学 　院 　学 　报 　　　　　　　　　　第 17卷