一种万能材料试验机控制系统的制作方法

本发明涉及万能材料试验机领域，尤其涉及一种万能材料试验机控制系统。

背景技术：

作为一种广泛应用的材料性能检测设备，受科学技术快速发展、应用范围不断扩展影响，近年来国内外万能材料试验机领域均取得了较为长足的进步。

伺服驱动单元属于万能材料试验机的核心，其工作稳定性、安全性直接受到伺服驱动单元的影响，而对于本文研究的交流伺服电机来说，其正属于伺服驱动单元的重要发展方向，而为了真正将该方向转化为高水平技术成果，正是本文围绕万能材料试验机中交流伺服电机控制技术开展具体研究的原因所在。

传统的万能材料试验机多采用直流电机作为伺服驱动单元的核心，但电刷和整流子的易损坏、大转矩下较差的工作稳定性使得直流电机逐渐被淘汰，使用交流伺服电机开始成为业界关注的焦点。

为了配合为保证交流伺服电机较好服务于万能材料试验机，由伺服电机、伺服驱动器、供电电源、控制器构成的电机控制系统必不可缺。

而且在现有的控制系统造成试验机对材料的数据不够准确。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有的控制系统造成试验机对材料的数据不够准确的技术问题，本发明提供一种万能材料试验机控制系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种万能材料试验机控制系统，包括用于控制试验机的伺服驱动系统、测量系统和测试软件系统，

所述伺服驱动系统包括用于驱动所述试验机的伺服电机以及控制所述伺服电机的伺服驱动器；

所述测量系统包括力传感器和引伸计，所述引伸计是用来精确测定材料的变形；所述力传感器用于测定材料收到的力值；所述测量系统还包括位移测量模块，所述位移测量模块用于测量所述伺服电机的转矩、转速和位置的数据信息；

所述测试软件系统内部包括主控机、采集卡和控制卡，所述采集卡与所述测量系统连接，用于接收所述力传感器、所述引伸计和所述位移测量模块的测量数据；所述控制卡用于控制所述伺服驱动器；

所述主控机包括plc可编逻辑控制器和上位机，所述plc可编逻辑控制器接收所述采集卡的测量数据，并对所述控制卡发送所述上位机的控制命令，并且对双向的数据进行协调传输。

优选的，所述位移测量模块与所述伺服电机内的光电编码器连接。

优选的，所述主控机还包括显示模块、状态报警模块和报告打印模块。

优选的，所述光电编码器采用scha-40bm-g05l型号的增量式光电编码器。

优选的，所述所述引伸计采用bsl-100kg型号的电桥应变片式传感器。

优选的，所述采集卡采用型号为pci1784的板卡。

优选的，所述控制卡采用型号为pci1716的板卡。

优选的，所述plc可编逻辑控制器与所述上位机采用rs232串行通信。

有益效果：

本发明通过采集卡和控制卡分开设置，并且采用plc可编逻辑控制器对双向数据进行协调传输，使系统稳定，在运行时，首先对材料的变形量和力量大小进行数据检测，并且通过位移测量模块实现对伺服电机的数据测量对比，减少误差，本发明大大提高了试验机对材料的检测数据的准确性。

附图说明

图1为本发明一种万能材料试验机控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明实施例提出了一种万能材料试验机控制系统，包括用于控制试验机的伺服驱动系统、测量系统和测试软件系统，

伺服驱动系统包括用于驱动试验机的伺服电机以及控制伺服电机的伺服驱动器；

测量系统包括力传感器和引伸计，引伸计是用来精确测定材料的变形；力传感器用于测定材料收到的力值；测量系统还包括位移测量模块，位移测量模块用于测量伺服电机的转矩、转速和位置的数据信息；位移测量模块与伺服电机内的光电编码器连接；而光电编码器则属于大量程的精密测量装置。

测试软件系统内部包括主控机、采集卡和控制卡，采集卡与测量系统连接，用于接收力传感器、引伸计和位移测量模块的测量数据；控制卡用于控制伺服驱动器；引伸计是用来精确测定材料的变形，其具有较高分辨率以及较高准确度。并且性能稳定。引伸计将变形量转换为模拟量。

主控机包括plc可编逻辑控制器和上位机，可编程逻辑控制器（plc）结构简单、功能完备，并且具有较强抗干扰能力，可以提高系统的可靠性与稳定性，特别适用于工控现场。

plc可编逻辑控制器接收采集卡的测量数据，并对控制卡发送上位机的控制命令，并且对双向的数据进行协调传输；plc可编逻辑控制器与上位机采用rs232串行通信。而本实施例中为plc开发了梯形图程序，用于实现脉冲输出、高速计数以及模拟量转换。

其中本实施例为了效果更优，采用以下具体型号制作：

主控机还包括显示模块、状态报警模块和报告打印模块。

光电编码器采用scha-40bm-g05l型号的增量式光电编码器。

引伸计采用bsl-100kg型号的电桥应变片式传感器，因其拥有性能稳定可靠、测量精度高、使用寿命长、频率响应特性好、对环境要求低等优势。

考虑到万能材料试验机需要采集位移、变形、力信号，必须将模拟量连续信号转化为数字量离散信号以满足计算机识别需要，由于计算机不能与传感器、测量元件通信，因此需采用其他装置完成相关连接、通信，考虑到万能材料试验机特点，采用了控制卡实现信号采集和控制的思路，所以采集卡采用型号为pci1784的板卡。控制卡采用型号为pci1716的板卡。

最后需要说明的是：以上仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种万能材料试验机控制系统，包括用于控制试验机的伺服驱动系统、测量系统和测试软件系统，伺服驱动系统包括用于驱动试验机的伺服电机以及控制伺服电机的伺服驱动器；测量系统包括力传感器和引伸计，引伸计是用来精确测定材料的变形；力传感器用于测定材料收到的力值；测量系统还包括位移测量模块，位移测量模块用于测量伺服电机的转矩、转速和位置的数据信息；测试软件系统内部包括主控机、采集卡和控制卡，采集卡与测量系统连接；控制卡用于控制伺服驱动器；主控机包括PLC可编逻辑控制器和上位机，PLC可编逻辑控制器接收采集卡的测量数据，并对控制卡发送上位机的控制命令。本发明大大提高了试验机对材料的检测数据的准确性。

技术研发人员：马家全;林秀川;许云;方恺
受保护的技术使用者：安徽省骏腾工程试验检测有限公司
技术研发日：2018.12.19
技术公布日：2019.04.16