Matrix应用于差速器空载运转试验台
北京梅智克斯电气技术有限公司
随着汽车工业的发展、零部件供应商和规模较大的零部件厂把形成自主开发能力建设摆到重要地位，如何提高生产效率，提升产品质量和技术水准，成为在竞争中取胜的关键因素。
       在新车型的研发中，驱动桥是汽车传动系中关键的部件总成，而差速器则是驱动桥的关键部件之一。差速器保证了车辆在路面不平或遇到转弯时，其来自同一动力源的左、右车轮以不同的转速运行。差速器的性能直接决定着车辆的转向性能、通过性和可靠性。如果差速器的性能不好，一方面会加剧轮胎磨损和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，影响车辆的通过性和操纵性。国内外大多车桥制造企业所需的差速器都是分别从零部件制造厂购买齿轮、壳体、垫片等零件，然后自行装配差速器总成。因此总成后的差速器各参数和性能的检测就显得尤为重要。
       本文所介绍的差速器空载运转试验台，主要用于差速器、传动桥、分动箱、传动箱等产品的量产工艺验收检测。可完成空载运转试验、空载磨合试验、差速锁结合分离试验、气动离合器结合分离试验等项目。采用梅智克斯公司Matrix高端人机界面作为上位监控设备，内嵌CloudControl组态软件。采用研华模块15个（485串口），ABB变频器1台，Raytek红外温度传感器3台，油温传感器2台，转矩转速传感器1台，电磁气动阀组及气动缸1套，通过modbus通信。本系统没有使用PLC，控制与逻辑关系通过Matrix实现，运行过程中，通信速度可以满足需求。
系统构成结构框图如下：

试验台由试验动力台架、试验动力总成、试验工作台、试验工装夹具、试件联轴器、防护网罩、主动力柜、主控制台、测温现场接线箱、温度传感器、压缩空气阀组等部件构成。外围部件气动阀组，可对差速器的差速锁和分动控制器进行控制。
试验检测数据主要包括：输出转速转矩、轴承工作区零件外露表面温升、润滑油油温及温升等。


系统功能
1、 与硬件通信快速。操作者可自行设定运行转速（最高限定为3000r/min）、运行时间、运行转向等参数，允许不停机情况下更改参数，允许急停。
2、 自动完成测试过程。操作者按照试验工艺规程要求设置好试验参数后，试验台将按照设置的测试流程完成试验并记录结果。
3、 试验内容修改简便。全部逻辑时序控制等由Matrix完成，无PLC。遇到产品改型、新产品开发、小批量多品种生产时，仅仅修改Matrix就可以完成试验设备的功能及试验内容变更。修改过程快捷简便。
4、 实时曲线趋势。试验过程中可通过仪表、数码管、实时曲线等方式监视试件转速、负载转矩、转向、运转时间、差速锁状态、离合器状态、试件表面温度、润滑油温及试验主动力系统等参数。
5、 报警及记录。可通过声音、手机短信等方式对转矩、表面温度、油温等关键参数以及试验是否完成进行报警、报告并记录。
6、 试验数据的查询及共享。通过数据库对试验数据进行记录，支持查询和统计分析，并可通过USB数据接口输出，同时Matrix具有有RJ45以太网口，通过扩展可以网络实现试验数据共享。
7、 安全管理系统，根据操作者级别设定权限，配合事件记录功能，可有效管理系统安全，为故障分析提供依据。
系统特色
1. 传统的差速器运转试验采用VB语言编程实现控制，本试验台采用组态软件替代了VB编程，极大地提高了开发效率，并提升系统的可维护性。
2. 系统采用组态软件，使控制系统可以与上层企业信息系统相连接，可以轻松实现试验数据在企业内部的共享。也为将来利用WEB进行远程监控和访问打下基础。
3. 系统架构、硬件、软件等有完全的开放性，可容易进行试件种类更换、测试性能扩展，系统更加通用，也为后期对试验台进行功能扩展、修改、升级打下基础。
4. Matrix人机界面采用散热片散热，硬盘采用电子盘，这种设计省去硬件中的风扇和磁头，提高了防震、防尘的性能，扩大了工作的温度湿度范围，有效提高了系统稳定性。
5. 采用windows embedded操作系统，开机直接进入登陆界面，减少人为操作带来的安全隐患，有效提升系统的安全性。
6. 内嵌组态软件为CloudControl，界面美观、易学易用。与硬件的高亮度宽视角的显示屏匹配，使监控更直观，操作更加人性化。
7. CloudControl组态软件功能丰富，多语言功能可将简体中文一键式切换为英文、日文等203种语言，为该试验台走出国门打下基础。
本试验台革新性地采用组态软件替换传统的VB编程，采用Matrix部分取代了PLC的逻辑及时序控制功能。其Matrix人机界面与CloudControl组态软件的优势结合，发挥了软件技术领先、功能丰富等优点，也使硬件的资源得到充分应用，提高了监控设备选型的效率，节省了成本，也保证了系统的稳定性。相对传统实施方式，缩短了试验设备的开发周期，简化试验设备后期的功能升级修改工作量。
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