作者：武州石晓辉李文礼单位：重庆理工大学重庆汽车学院

控制系统硬件设计

控制系统硬件由工业控制计算机、变频器、转矩转速传感器、温度传感器、数据采集卡、CAN通信卡和欧姆龙PLC组成。数据采集卡采用AC6624，通过扩展端子板可以实现16路模拟量采集、2路模拟量输出、16路数字量输入（DI）、16路数字量输出（DO）；转矩转速通过PCI－9810单路非智能CAN通信卡传送给计算机实现数字量读取［6］；变频器通过欧姆龙CPM2AH型PLC与工业控制计算机通信。

控制系统软件设计

1软件总体设计

控制程序以MicrosoftWindowsXP为软件运行环境，以美国NI（NationalInstrument）公司的虚拟仪器软件LabWin－dows／CVI为开发平台，在拥有工业控制计算机以及相应硬件板卡的环境下，LabWindows／CVI以其基于C语言的开发环境、良好的用户界面（GUI）、强大的库函数和方便快捷的调试手段，使设计者能够以最快的速度设计、调试和开发实际的控制系统。控制程序主要包括系统参数设置、报警参数设置、试验项目、数据采集显示和储存、数据查看与报表输出和帮助几个组成部分，如图3所示。以下介绍各部分的功能及实现方法［7］。

2软件功能实现

2．1参数设置参数设置部分主要包括系统参数设置和用户参数设置［8］。系统参数设置是设置PLC通信参数，PLC通信参数主要包括串口号、波特率、奇偶校验、数据位、停止位等。用户参数设置是设置试验基本参数，试验基本参数主要包括试验日期、试验编号、被试变速器型号、被试变速器出厂号、被试变速器总成号、变速器结构，被试变速器档位速比等；另外，由于在变速器试验台上进行试验的变速器有多种型号，每种型号的变速器要试验很多次，所以输入的数据变可以保存起来，留待下次供选择使用。

2．2报警监控设置报警监控设置包括上限报警值和波动报警值设置，两者分别是对转矩、转速、温度的上限值和波动值进行设置，当实际转矩、转速、温度大于设置的上限报警值或者波动范围大于设置的波动值时，系统自动报警并停止试验；同时监控当前档位速比和目标速比是否一致，如若不同，系统将无法进行试验。

2．3数据采集显示和储存数据采集显示与存储主要完成对转速、转矩、油温的采集以及对测量值的显示和存储［9］。同时，系统亦可以从TCU（自动变速箱控制单元）中获取离合器实际位置、选档实际位置、换档实际位置等实时数据；试验过程中采集转速、转矩、温度所得数据在控制面板上用数字显示，而离合器实际位置、选档实际位置、换挡实际位置等数据用曲线显示，以便实验人员查看和对比，数据采集的频率可以设置。数据采集过程中，同时对数据进行存储，此系统采用了最新的数据记录文件格式———TDMS，该文件是NI主推的一种二进制记录文件，兼顾了高速、易存取和方便等多种优势，能够在NI的各种数据分析或挖掘软件之间进行无缝交互，也能够提供一系列API函数供其它应用程序调用。

2．4数据查看与报表输出数据查看是试验结束后对数据进行曲线回放，利于后期试验及研究人员查看，但由于系统采用TDMS文件格式储存，其他查看器不适用，故特意编制TDMS文件数据查看器；数据查看器能读取当前坐标、局部放大、单条曲线显示，多条曲线对比，打印试验报表。

2．5试验项目试验项目包括手自动模拟试验、选换档机构和离合器执行机构寿命试验。根据试验项目的不同，载荷谱中所需要编制参数亦不相同。手自动模拟试验是按照载荷谱完成自动加档和自动减挡试验，试验过程中能随时从自动模式变为手动模式，手动完成试验；手动试验过程中亦可以从手动模式变为自动模式；选换档机构性能试验是计算机按每点载荷谱设置的参数试验，到了设定值之后，顺序执行下一点载荷谱，执行完所有载荷谱和循环次数后，自动停机；离合器执行机构寿命按设定循环次数试验，到达设定循环次数自动停机。由于试验项目不同，操作台所需设置不同，为降低试验人员工作难度，保证不同试验操作台设置的正确性，控制系统开发了自检模块，选择试验项目之后，系统首先检测设置与所选试验项目是否一致，如若不一致，试验将无法进行并提示故障原因。

系统运行

这是进行选换挡性能试验和手自动模拟试验时的系统运行图，可以看出设备在运行中曲线正常，且经过长时间的运行符合试验要求，试验台能达到考核选换档机构性能和变速器选换档模拟的目的。

结论

安装试验用AMT产品，经过运行之后，效果良好，达到了设计的要求和目的。自动化程度高；由于控制程序采用了PID控制算法，保证了试验过程中转速和转矩的准确和稳定；交流电封闭模式达到能量回馈的目的，节约能源，适合长期运行要求的试验；友好的人机界面减轻了试验人员的工作强度，该试验台已经过某变速器厂验收，获得用户好评，并将进一步推广。