液压缸试验台自动测试系统设计与实现
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Ｓ ｔｒｃｔｕｒｅ ａ ｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ ｄｅ ｓ ｉｇｎ ｏｆ ｄｅ ｂｕｒｒｉｎｇ ｒｏｂｏｔ ｏｎ ｈｏｌｅ ｏｕｔｓ ｉｄｅ ａ ｐｉｐｅ ｌｉｎｅ
ＴＡＮＧ Ｚｏｎｇ－ ｊｕｎ， ＺＨＯＵ Ｈｏｎｇ－ ｂｏ （ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００２３，Ｃｈｉｎａ）
图 ４ 组态软件变量和参数与嵌入式控制器数据的动态设置
４ 自动测试功能实现
４．１ 组态软件设计
组态软件的出现， 减少了自己开发图形界面的繁琐， 可以利 用组态软件的功能， 快速地构建一套最适合的应用系统， 它们一 般 都 提 供 了 丰 富 的 工 控 界 面 、数 据 处 理 、对 象 连 接 等 数 据 管 理 控 制功能， 为使用者带来了极大的方便［６］。
关键词： 试验台； 自动测试系统； ＯＰＣ； 组态软件 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】 Ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｅｎｃｈ ａｕｔｏ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｎｇｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｅｘｆａｃｔｏｒｙ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ． Ｔｗｏ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｆｕｓｅｄ ｗｉｔｈ ｇｅｎｅｒａｌ ＰＣ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄ－ ｕｌａｒ ｍｅｔｈｏｄ， ｔｈｅ ｆｕｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｃａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ＰＣ ａｐｐｌｙ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ＯＰＣ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ＇ｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｏｐｅｎｎｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ； Ａｕｔｏ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ； ＯＰＣ； Ｃｏｎｆｉｇｕｒ ａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒ ｅ
图 ２ 测试系统架构框图 在制定系统功能分配时， 根据模块化方法应最大程度使各 部件保持不相干性， 据此设计了如图 ３ 所示的系统任务分配模 型。该模型的最大特点是把整个测试系统的资源分成两大类： 监控计算机（通用计算机）和嵌 入 式 控 制 器 。 由 于 嵌 入 式 系 统 在 开发后不易修改和调整， 故把逻辑判断， 特定的控制过程， 数据 表现等与应用相关的功能放在监控计算机上实现。
图 ３ 测试系统模块化设计 监控计算机 的 设 计 功 能 是 实 现 数 据 处 理 、人 机 界 面 显 示 和 自 动 测 试 。 监 控 计 算 机 应 用 了 ＯＰＣ（ＯＬＥ ｆｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ））技 术， 将 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ 应用程序作为 ＯＰＣ 服务器， 组态软件为 ＯＰＣ 客户端， 由组态软件实现数据处理、界面显示和操作及自动测试 功能。采用 ＯＰＣ 技术规范和组 态 软 件［３］［４］， 不 但 简 化 了 系 统 结 构 和开发过程， 降低了软件耦合， 而且提高了系统的开放性， 方便 了测试系统在信息应用方面的扩展。两者的结合， 缩短了开发 周期， 提高了测试系统的通用性。 架 构 方 案 中 的 嵌 入 式 控 制 器 以 Ｃｙｇｎａｌ Ｃ８０５１Ｆ０４０ 单 片 机 为核心［５］， 设计功能是 实 现 数 据 交 换 和 通 信 ， 采 集 试 验 台 的 开 关 量 和 模 拟 量 并 输 出 监 控 计 算 机 发 出 的 开 关 量 、模 拟 量 和 脉 冲 量 ， 通过总线与监控计算机通信。根据常用设备的情况， 嵌入式控 制器的设计指标如表 １ 所示。并且在此基础上可以根据不同的 对象加以调整和扩展。
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第 １０ 期 ２００７ 年 １０ 月
机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
文章编号： １００１－ ３９９７（ ２００７） １０－ ０１６９－ ０３
管道横孔去毛刺机器人系统的设计
－ １６９－
唐宗军 周洪波（ 沈阳工业大学 机械工程学院， 沈阳 １１００２３）
模拟量 ６ 路
２路
驱动比例方向阀
脉冲量 ６ 路
４路
驱动比例溢流阀
通信
ＣＡＮ／ＲＳ４８ ＲＳ４８５
５／ＲＳ４２２
３．２ 变量和参数动态设置
图 ３ 中的设备数据映射模块表示在系统实施过程中， 嵌入 式控制器采集的数据与组态软件中实际设备变量和参数的对应 关 系 ， 此 映 射 可 以 通 过 ＯＰＣ 技 术 中 的 ＯＰＣ Ｂｒｏｗｓｅｒ 功 能 浏 览 ＯＰＣ 服务器名称空间的各个对象， 与 ＶＢ 中定义的公共输入和
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第 １０ 期 ２００７ 年 １０ 月
机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
文章编号： １００１－ ３９９７（ ２００７） １０－ ０１６７－ ０２
液压缸试验台自动测试系统设计与实现
－ １６７－
百度文库
李 厦 １ 乌建中 ２ （ １ 上海理工大学 机械工程学院， 上海 ２０００９３）（ ２ 同济大学 机械工程学院， 上海 ２０００９２）
输出数组－ － Ｐｕｂｌｉｃ Ｄａｔａ Ｍｏｄｕｌｅ 一一对应添加 ＯＰＣ Ｉｔｅｍｓ， 而 公 共输入和输出数组是通过通信模块与嵌入式控制器的数据地址 相对应的， 这样就建立了组态软件中实际设备变量和参数与嵌 入式控制器数据地址之间的关系， 其动态设置如图 ４ 所示。这使 得嵌入式控制器可以独立于具体的应用， 在连接不同的设备时， 不需要修改单片机里面的程序， 而只需要在监控计算机中调整 映射关系就可以了。相应地， 采集量的标度转换等工作也在监控 计算机中实现。通过 ＯＰＣ 技术的动态设置， 可以非常方便对整 个系统进行扩展和维护。
测试系统采用组态王 ６．５ 来实现图形显示、界面操作、数据 存贮和自动测试等功能， 其监控界面如图 ５ 所示。左侧图形区为 对应的系统的原理图， 系统的状态通过相应的元件动画显示。右 侧为操作按钮区， 显示了系统所有的操作按钮， 点击这些按钮， 即可操作相应的设备。在右下角还设置了急停按钮， 可以在紧急 情况下， 停掉所有的泵源， 并使系统卸荷。除了上述的指令输入 按钮和动态图标外， 系统还有大量直观的参数显示输出功能， 可 以详细地显示各个传感器测点的实时测量值。
表 １ 嵌入式控制器设计指标
类型 设计目标 实际应用
具体应用对象： 液压缸试验台
输入 开关量 ３０ 路 ２４ 路 采集球阀、过滤器报警、油箱液位等开关信号
模拟量 ２０ 路 １６ 路
采 集 油 压 、流 量 和 位 移 等 模 拟 信 号
输出 开关量 ３０ 路 ２４ 路 驱动液压泵、电磁换向阀、加热器等开关信号
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【摘要】根据仿生学原理， 提出了一种蠕动式爬行的管外机器人。详细介绍了其机械本体结构 和工作原理。同时， 给出了光电耦合输出信号电路、输入信号放大电路以及 ＳＰＥＣ０６１Ａ 型单片机控 制系统总体框图和控制程序流程图。
Ｄｅ ｓ ｉｇｎ ａ ｎｄ ｉｍｐｌｅ ｍｅ ｎｔａ ｔｉｏｎ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅ ｒ ｂｅ ｎｃｈ ａ ｕｔｏ ｔｅ ｓ ｔ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
ＬＩ Ｓｈａ１， ＷＵ Ｊｉａｎ－ ｚｈｏｎｇ２ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
关键词： 仿生学； 蠕动； 光电耦合； Ｓ Ｐ ＥＣ０６１Ａ； 管外机器人 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃｓ， ａ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｐｉｐｅ－ ｏｕｔ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ，ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ａｎｄ ＳＰＥＣ０６１Ａ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｂｉｏｎｉｃｓ； Ｃｒ ａｗｌｉｎｇ； Ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅ； ＳＰＥＣ０６１Ａ； Ｐｉｐｅ－ ｏｕｔ Ｒｏｂｏｔ
组态软件充分利用了液压系统的各种反馈信号， 通过温度继 电器、加热器和冷却器可以实现液压泵站油温的自动控制， 通过 滤清器的反馈信号实时检测是否有堵塞情况发生。在液压系统的 所有信号正常的情况下， 才可以启动泵站， 确保系统的安全。
４．２ 自动测试
液压缸测试 所有的逻辑判断 和流程控制都在 组态软件中实现， 各个测试流程通 过事件触发， 事件 触发程序根据事 件号执行不同测 试 过 程 。在 自 动 状 态下， 通过生动直
（ ２Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２， Ｃｈｉｎａ） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
【摘要】设计了一种液压缸试验台自动测试系统， 实现了液压缸出厂试验的自动检测。应用模块 化方法设计了通用计算机平台与嵌入式技术融合的二级架构方案， 嵌入式控制器设计为标准的数据 交换和通信模块， 通用计算机平台采用组态软件和 ＯＰＣ 技术规范， 此方案简化了系统结构和开发过 程， 降低了软件耦合， 提高了系统的开放性与通用性。
２ 液压系统
液压缸试验台的液压系统部分 主要由测试子系统、加载子系统和循 环过滤子系统三部分组成， 测试子系 统可同时对三台液压缸进行测试， 测 试子系统外挂蓄能器组， 以适应液压 缸快速运行测试需要； 加载子系统采 用比例方向阀和比例压力阀控制加 载液压缸的压力、运行速度和方向。 为提高测试系统的自动化程度， 配置 了较多的传感器： 压力温度流量测试仪， 液压缸两侧的压力传感 器； 过滤器的报警传 感 器 ； 球 阀 行 程 开 关 传 感 器 、油 箱 液 位 传 感 器和温度继电器等， 液压系统原理简图如图 １ 所示。 ＊ 来稿日期： ２００７－ ０６－ １６
３ 测试系统设计
３．１ 整体架构
在液压缸试验台测试系统整体设计中， 应用模块化方法设
－ １６８－
李 厦等： 液压缸试验台自动测试系统设计与实现
第 １０ 期
计 了 通 用 计 算 机 平 台 与 嵌 入 式 技 术 融 合 的 二 级 架 构 方 案［１］［２］， 为 提高系统的可靠性和测试便利， 加入了手动控制器以作备用， 测 试系统整体架构如图 ２ 所示。
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
中图分类号： ＴＨ１３７， ＴＰ２７４＋．５ 文献标识码： Ａ
１ 引言
液压缸是液压系统的重要组成部 分， 目前液压缸出厂试验主要通过手 工操作方式检测， 其缺点是试验标准 掌 握 不 准 、试 验 方 法 缺 乏 一 致 性 、操 作 人员劳动强度大， 导致测试数据不真 实， 效率低， 达不到控制和提高产品质 量的目的。采用基于计算机控制的液 压缸试验台自动测试系统克服了以上 的诸多不足， 提高了试验台系统的先 进性、可靠性及操作的方便性。
ＴＡＮＧ Ｚｏｎｇ－ ｊｕｎ， ＺＨＯＵ Ｈｏｎｇ－ ｂｏ （ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００２３，Ｃｈｉｎａ）
图 ４ 组态软件变量和参数与嵌入式控制器数据的动态设置
４ 自动测试功能实现
４．１ 组态软件设计
组态软件的出现， 减少了自己开发图形界面的繁琐， 可以利 用组态软件的功能， 快速地构建一套最适合的应用系统， 它们一 般 都 提 供 了 丰 富 的 工 控 界 面 、数 据 处 理 、对 象 连 接 等 数 据 管 理 控 制功能， 为使用者带来了极大的方便［６］。
关键词： 试验台； 自动测试系统； ＯＰＣ； 组态软件 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】 Ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｅｎｃｈ ａｕｔｏ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｎｇｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｅｘｆａｃｔｏｒｙ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ． Ｔｗｏ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｆｕｓｅｄ ｗｉｔｈ ｇｅｎｅｒａｌ ＰＣ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄ－ ｕｌａｒ ｍｅｔｈｏｄ， ｔｈｅ ｆｕｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｃａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ＰＣ ａｐｐｌｙ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ＯＰＣ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ＇ｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｏｐｅｎｎｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ； Ａｕｔｏ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ； ＯＰＣ； Ｃｏｎｆｉｇｕｒ ａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒ ｅ
图 ２ 测试系统架构框图 在制定系统功能分配时， 根据模块化方法应最大程度使各 部件保持不相干性， 据此设计了如图 ３ 所示的系统任务分配模 型。该模型的最大特点是把整个测试系统的资源分成两大类： 监控计算机（通用计算机）和嵌 入 式 控 制 器 。 由 于 嵌 入 式 系 统 在 开发后不易修改和调整， 故把逻辑判断， 特定的控制过程， 数据 表现等与应用相关的功能放在监控计算机上实现。
图 ３ 测试系统模块化设计 监控计算机 的 设 计 功 能 是 实 现 数 据 处 理 、人 机 界 面 显 示 和 自 动 测 试 。 监 控 计 算 机 应 用 了 ＯＰＣ（ＯＬＥ ｆｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ））技 术， 将 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ 应用程序作为 ＯＰＣ 服务器， 组态软件为 ＯＰＣ 客户端， 由组态软件实现数据处理、界面显示和操作及自动测试 功能。采用 ＯＰＣ 技术规范和组 态 软 件［３］［４］， 不 但 简 化 了 系 统 结 构 和开发过程， 降低了软件耦合， 而且提高了系统的开放性， 方便 了测试系统在信息应用方面的扩展。两者的结合， 缩短了开发 周期， 提高了测试系统的通用性。 架 构 方 案 中 的 嵌 入 式 控 制 器 以 Ｃｙｇｎａｌ Ｃ８０５１Ｆ０４０ 单 片 机 为核心［５］， 设计功能是 实 现 数 据 交 换 和 通 信 ， 采 集 试 验 台 的 开 关 量 和 模 拟 量 并 输 出 监 控 计 算 机 发 出 的 开 关 量 、模 拟 量 和 脉 冲 量 ， 通过总线与监控计算机通信。根据常用设备的情况， 嵌入式控 制器的设计指标如表 １ 所示。并且在此基础上可以根据不同的 对象加以调整和扩展。
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第 １０ 期 ２００７ 年 １０ 月
机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
文章编号： １００１－ ３９９７（ ２００７） １０－ ０１６９－ ０３
管道横孔去毛刺机器人系统的设计
－ １６９－
唐宗军 周洪波（ 沈阳工业大学 机械工程学院， 沈阳 １１００２３）
模拟量 ６ 路
２路
驱动比例方向阀
脉冲量 ６ 路
４路
驱动比例溢流阀
通信
ＣＡＮ／ＲＳ４８ ＲＳ４８５
５／ＲＳ４２２
３．２ 变量和参数动态设置
图 ３ 中的设备数据映射模块表示在系统实施过程中， 嵌入 式控制器采集的数据与组态软件中实际设备变量和参数的对应 关 系 ， 此 映 射 可 以 通 过 ＯＰＣ 技 术 中 的 ＯＰＣ Ｂｒｏｗｓｅｒ 功 能 浏 览 ＯＰＣ 服务器名称空间的各个对象， 与 ＶＢ 中定义的公共输入和
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第 １０ 期 ２００７ 年 １０ 月
机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
文章编号： １００１－ ３９９７（ ２００７） １０－ ０１６７－ ０２
液压缸试验台自动测试系统设计与实现
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百度文库
李 厦 １ 乌建中 ２ （ １ 上海理工大学 机械工程学院， 上海 ２０００９３）（ ２ 同济大学 机械工程学院， 上海 ２０００９２）
输出数组－ － Ｐｕｂｌｉｃ Ｄａｔａ Ｍｏｄｕｌｅ 一一对应添加 ＯＰＣ Ｉｔｅｍｓ， 而 公 共输入和输出数组是通过通信模块与嵌入式控制器的数据地址 相对应的， 这样就建立了组态软件中实际设备变量和参数与嵌 入式控制器数据地址之间的关系， 其动态设置如图 ４ 所示。这使 得嵌入式控制器可以独立于具体的应用， 在连接不同的设备时， 不需要修改单片机里面的程序， 而只需要在监控计算机中调整 映射关系就可以了。相应地， 采集量的标度转换等工作也在监控 计算机中实现。通过 ＯＰＣ 技术的动态设置， 可以非常方便对整 个系统进行扩展和维护。
测试系统采用组态王 ６．５ 来实现图形显示、界面操作、数据 存贮和自动测试等功能， 其监控界面如图 ５ 所示。左侧图形区为 对应的系统的原理图， 系统的状态通过相应的元件动画显示。右 侧为操作按钮区， 显示了系统所有的操作按钮， 点击这些按钮， 即可操作相应的设备。在右下角还设置了急停按钮， 可以在紧急 情况下， 停掉所有的泵源， 并使系统卸荷。除了上述的指令输入 按钮和动态图标外， 系统还有大量直观的参数显示输出功能， 可 以详细地显示各个传感器测点的实时测量值。
表 １ 嵌入式控制器设计指标
类型 设计目标 实际应用
具体应用对象： 液压缸试验台
输入 开关量 ３０ 路 ２４ 路 采集球阀、过滤器报警、油箱液位等开关信号
模拟量 ２０ 路 １６ 路
采 集 油 压 、流 量 和 位 移 等 模 拟 信 号
输出 开关量 ３０ 路 ２４ 路 驱动液压泵、电磁换向阀、加热器等开关信号
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【摘要】根据仿生学原理， 提出了一种蠕动式爬行的管外机器人。详细介绍了其机械本体结构 和工作原理。同时， 给出了光电耦合输出信号电路、输入信号放大电路以及 ＳＰＥＣ０６１Ａ 型单片机控 制系统总体框图和控制程序流程图。
Ｄｅ ｓ ｉｇｎ ａ ｎｄ ｉｍｐｌｅ ｍｅ ｎｔａ ｔｉｏｎ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅ ｒ ｂｅ ｎｃｈ ａ ｕｔｏ ｔｅ ｓ ｔ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
ＬＩ Ｓｈａ１， ＷＵ Ｊｉａｎ－ ｚｈｏｎｇ２ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
关键词： 仿生学； 蠕动； 光电耦合； Ｓ Ｐ ＥＣ０６１Ａ； 管外机器人 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃｓ， ａ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｐｉｐｅ－ ｏｕｔ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ，ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ａｎｄ ＳＰＥＣ０６１Ａ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｂｉｏｎｉｃｓ； Ｃｒ ａｗｌｉｎｇ； Ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅ； ＳＰＥＣ０６１Ａ； Ｐｉｐｅ－ ｏｕｔ Ｒｏｂｏｔ
组态软件充分利用了液压系统的各种反馈信号， 通过温度继 电器、加热器和冷却器可以实现液压泵站油温的自动控制， 通过 滤清器的反馈信号实时检测是否有堵塞情况发生。在液压系统的 所有信号正常的情况下， 才可以启动泵站， 确保系统的安全。
４．２ 自动测试
液压缸测试 所有的逻辑判断 和流程控制都在 组态软件中实现， 各个测试流程通 过事件触发， 事件 触发程序根据事 件号执行不同测 试 过 程 。在 自 动 状 态下， 通过生动直
（ ２Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２， Ｃｈｉｎａ） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
【摘要】设计了一种液压缸试验台自动测试系统， 实现了液压缸出厂试验的自动检测。应用模块 化方法设计了通用计算机平台与嵌入式技术融合的二级架构方案， 嵌入式控制器设计为标准的数据 交换和通信模块， 通用计算机平台采用组态软件和 ＯＰＣ 技术规范， 此方案简化了系统结构和开发过 程， 降低了软件耦合， 提高了系统的开放性与通用性。
２ 液压系统
液压缸试验台的液压系统部分 主要由测试子系统、加载子系统和循 环过滤子系统三部分组成， 测试子系 统可同时对三台液压缸进行测试， 测 试子系统外挂蓄能器组， 以适应液压 缸快速运行测试需要； 加载子系统采 用比例方向阀和比例压力阀控制加 载液压缸的压力、运行速度和方向。 为提高测试系统的自动化程度， 配置 了较多的传感器： 压力温度流量测试仪， 液压缸两侧的压力传感 器； 过滤器的报警传 感 器 ； 球 阀 行 程 开 关 传 感 器 、油 箱 液 位 传 感 器和温度继电器等， 液压系统原理简图如图 １ 所示。 ＊ 来稿日期： ２００７－ ０６－ １６
３ 测试系统设计
３．１ 整体架构
在液压缸试验台测试系统整体设计中， 应用模块化方法设
－ １６８－
李 厦等： 液压缸试验台自动测试系统设计与实现
第 １０ 期
计 了 通 用 计 算 机 平 台 与 嵌 入 式 技 术 融 合 的 二 级 架 构 方 案［１］［２］， 为 提高系统的可靠性和测试便利， 加入了手动控制器以作备用， 测 试系统整体架构如图 ２ 所示。
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中图分类号： ＴＨ１３７， ＴＰ２７４＋．５ 文献标识码： Ａ
１ 引言
液压缸是液压系统的重要组成部 分， 目前液压缸出厂试验主要通过手 工操作方式检测， 其缺点是试验标准 掌 握 不 准 、试 验 方 法 缺 乏 一 致 性 、操 作 人员劳动强度大， 导致测试数据不真 实， 效率低， 达不到控制和提高产品质 量的目的。采用基于计算机控制的液 压缸试验台自动测试系统克服了以上 的诸多不足， 提高了试验台系统的先 进性、可靠性及操作的方便性。