摘 要

回转支承作为一种特殊的滚动轴承，有着低速、重载、载况复杂的特点^[1]，在现实工业中应用很广泛，被人们称为：“机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。因此，回转支承试验台作为测试回转支承的重要工具，对其的研究也必不可少，而回转支承试验台的主要功能是对回转支承进行加载试验，所以设计针对回转支承试验台加载的控制系统是整个回转支承试验台的重要组成部分^[2,3]。

论文针对回转支承试验台对其加载控制系统进行设计，完成了以下工作：

1.对回转支承试验台的加载控制系统的测控方案进行设计。确定需要控制和测量的变量以及确定软件开发平台。

2.就测控方案完成硬件的分析、对比选型及接线。

3.完成上位机测控软件的界面以及编译下位机的控制软件，实现方案中所设计的功能。

本设计中的硬件结构紧凑有效，软件能够充分利用硬件系统，做到硬件系统和软件系统的相辅相成。能够完备的控制回转支承试验台的加载系统。

关键词：回转支承 试验台 加载控制

Design of load control system of slewing support test bed based on PXI and PLC

Abstract

Rotary bearing as a special kind of rolling bearing, has the characteristics of low speed and overloading and complex load condition, in the real industrial application is very extensive, known as: "machine joints", is requires relative motion between two objects, but also need to bear axial force and radial force and overturning moment of the necessary important mechanical transmission parts.Therefore, as an important tool for testing the slewing support, the slewing support test stand is also indispensable for its research, and the main function of the slewing support test stand is to carry out the load test of the slewing support, so the design of the control system for the load of the slewing support test stand is an important part of the whole slewing support test stand.

This paper designed the loading control system of the slewing bearing test bed, and completed the following work:

1. Design the measurement and control scheme of the loading control system of the slewing supporting test bed.Identify the variables that need to be controlled and measured and identify the software development platform.

2. Completed hardware analysis, comparison and selection and wiring for the measurement and control scheme.

3. Completed the interface of measurement and control software of the upper computer and compiled the control software of the lower computer, realizing the functions designed in the scheme.

In this design, the hardware structure is compact and effective, and the software can make full use of the hardware system, so that the hardware system and the software system complement each other.The loading system of the slewing support test bed can be fully controlled.

Key Words: Slewing bearing; Test bench; Load control

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题意义 1

1.2回转支承试验台研究与控制系统设计国内外进展情况 1

1.2.1回转支承试验台研究进展 1

1.2.2回转支承试验台控制设计研究 2

1.3本课题内容及技术路线 6

1.4本章小结 7

第二章 方案设计 8

2.1测控系统设计原理 8

2.2 LabVIEW及STEP 7简介 9

2.2.1 LabVIEW简介 9

2.2.2 STEP 7简介 9

2.3测控方案 9

2.4本章小结 11

第三章 硬件设计 12

3.1传感器确定及选型 12

3.1.1压力传感器选型 12

3.1.2温度传感器选型 14

3.1.3传感器布局图 15

3. 2 PXI的确定 15

3.2.1 PXI 输入模块的确定 15

3.2.2 PXI GPIB仪器控制模块 18

3.2.3 PXI机箱的确定 19

3.3 PLC的确定 20

3.3.1输入输出（I/O）点数的估算 21

3.3.2存储器容量的估算 21

3.3.3控制功能的选择 21

3.4其他电器确定及总价 26

3.5电路设计方案 27

3.5.1上位机及传感器接线图 28

3.5.2下位机接线图 29

3.6柜体内元件布局图 30

3.7本章小结 31

第四章 软件设计 32

4.1软件功能分析 32

4.1.1上位机软件功能分析 32

4.1.2下位机软件功能分析 32

4.2软件变量分析 33

4.2.1上位机PXI软件变量 33

4.2.2下位机PLC软件变量 33

4.3软件界面设计 34

4.4软件功能实现 36

4.4.1上位机功能 36

4.4.2下位机功能 38

4.5软件使用说明 39

4.6本章小结 39

第五章 结语及展望 40

5.1全文总结 40

5.2课题展望 40

参考文献 41

致谢 43

第一章 绪论

1.1课题意义

回转支承作为一种特殊的滚动轴承，有着低速、重载、载况复杂的特点，在现实工业中应用很广泛，被称为：“机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。回转支承广泛应用于塔式起重机、汽车起重机、挖掘机，逐渐延伸到运输机械、冶金机械、食品加工机械、军事装备、医疗机械、天梯、风车、机械人、旋转娱乐设施等领域^[4,5]。

回转支承作为是机械设备重要的构成零部件，在轴承工业中占据重要地位，展开对其故障监测和诊断技术的研究对提升机械设备运作的效率具有积极且重要的现实意义。通过实验台对回转支承进行回转支承进行静态加压测量其应变、温度、震动等参数，进行数据分析后可以对回转支承的状态进行监控，从而验证设计理论和所选参数的正确程度，为回转支承的改良设计提供可靠的理论依据。

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