工程车门锁耐久试验系统的设计与实现分析

梁佳诚

关键词：工程车门锁;耐久试验;西门子PLC

工程车车门是车身的主要部件之一，而作为工程车门系统中重要组成部分的工程车门锁更是处在关键位置。从某种意义上说，工程车门锁的功能和质量决定了工程车门系统的功能质量。虽然工程车门锁的功能包含多个方面，但其耐久性是最基本的指标和质量要求，因为它关系到使用期限的长短和安全系数的大小。工程车车门市场的扩张原先主要依赖于工程车产量的增加，当前随着工程车零部件企业的增多和产能的扩张，竞争愈来愈激烈，除对工程车门锁功能外，工程车门锁耐久性已愈来愈成为衡量企业产品性能和质量重要标准。本论文首先通过对工程车产业发展大背景下工程车零部件企业竞争力的分析研究，对工程车门锁试验作用和现状，以及本人所在企业工程车门锁检测试验的实际需求进行分析，提出了试验系统建设的目的。然后分析了试验系统的功能性和非功能性需求。在总体设计时制定了“三原则”，设计了试验系统的体系结构和功能结构。在具体设计时，模拟用户日常开关工程车门锁动作，以掌握动作要领，分析机械台架操作原理，确定机械操作流程，运用西门子S7-300PLC进行设计编程。论文接着进行了部分模块的详细设计和数据库设计，论文详细描述了试验系统的实现过程和效果，还介绍了试验系统的测试情况和应用成果。最后论文对课题进行了归纳总结。试验系统性能可靠、操作简便，还为功能扩展预留空间。现该试验系统已应用在实际试验中，大大提高了试验结果的准确性和效率，成为企业赢得客户的靓丽名片。

对工程车门锁试验系统进行设计和实现，要对试验系统的需求进行分析。首先对试验项目需进行了解;其次对试验的流程需进行分析，需要明确用户特别是本企业试验项目的现状。重点需对试验系统的功能进行分析，对各试验项目模块进行分析。还需分析试验系统的安全性、可靠性、实用性、扩展性等与系统相关的非功能性需求。需求分析是否全面透彻将会直接影响试验系统设计实现进度的快慢与质量的高低。

试验系统基本功能

此次进行设计和实现的工程车门锁试验系统需着眼于工程车门锁的便捷性、舒适性、安全性和耐久性的性能，以耐久性一一工程车门锁的关键性能为切入点和试验内容，运用编程软件控制机械台架反复模拟用户日常开关门动作，用更专业、更可靠的方式试验工程车门锁在各种极限条件下功能是否正常，进一步提高工程车门锁耐久试验的可靠性和准确性，提高试验的效率，为工程车门锁质量的提升和新型工程车门锁的功能开发提供技术数据的支撑。

此次工程车门锁耐久试验系统需基于本企业生产制造的基本品种、基本型号规格的工程车门锁的基础功能特点而设计，在试验系统控制下，工程车门锁在机械台架上自动完成上锁动作、电动上/解保险动作、内/外把手解锁动作，并通过循环往复计数及失效报警。

在当前PLC市场中，品牌、种类、型号众多，分析工程车门锁耐久试验对试验系统的需求，了解市场中主要品牌、型号的性能特点，根据不同品牌PLC具有的功能特点、性能，优选西门子PLC-300进行编程。运用PLC控制机械操作设备进行试验，能满足上述要求。

系统设计

相关技术介绍

本系统采用PLC（可编程逻辑控制器）进行编程，控制机械台架模拟人为日常行为动作，反复进行机械性的试验，从而了解其极限值。

可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器作为一种技术成熟、性能稳定的控制器已经广泛地使用在生产领域。关于运用可编程逻辑控制器进行工程车门锁耐久试验，虽未见相关的报道，但熟悉和掌握有关可编程逻辑控制器的相关知识，并运用其原理、结构及编程方法可以实施工程车门锁耐久性试验。

（1）硬件结构

可编程逻辑控制器是进行数字运算操作的计算机，专门用于工业控制。它的构成分为软件与硬件两大部分。硬件基本上由中央处理单元、电源、存储器、输入输出接口电路和功能模块等构成，与一部微型计算机的构成大致相同。

中央处理单元（CPU），其在PLC的地位作用相当于人体的大脑。具体功能：一是接收和储存，它能接收并储存PLC系统程序己经赋予的功能以及用户从编程器键入的程序和数据;二是检查和诊断，它能检查电源是否接通，电压是否稳定，存储器内存储的系统软件和应用软件是否完备，I/O映像区以及警戒定时器的状态是否正常，还能对诊断用户程序中出现的语法错误进行诊断。运行顺序：当PLC开始运行时，首先是将现场各个输入装置的实时状态和数据通过扫描的方式加以接收，并将其分别存储到I/O映像区。其次是逐条读取用户存储器中存储的用户程序，按照命令解释以后指令的规定，进行算数运算或逻辑运算，并将其结果传送到数据寄存器或者I/O映像区内;第三，执行完所有用户程序后，传送输出寄存器内旳数据或者I/O映像区各输出状态到相对的输出装置内。按照上述顺序，循环往复，直至运行停止。多CPU设计：因为CPU的功能作用極其关键。为了保证PLC的性能可靠，在大型的PLC中采用了多CPU设计，如此，就能保证整个系统在某个CPU出现问题时，仍能进行正常运行。电源：为保证PLC整个系统能正常运作，必须有一个稳定、可靠和良好的电源系统。可编程逻辑控制器可以使用交流电进行运行，只要交流电的电压能控制在+10%之间波动，电压的波动值最大不能超过+15%，就可以将PLC与交流电网直接相连，不必采取其它措施。

此次工程车门锁耐久性试验系统的设计，采用以西门子S7-300PLC为平台，使用STEP7软件编写程序，控制工程车门锁耐久试验台。模拟日常使用情况下各种开关工程车门及组合动作，还能对门锁各种信号（如保险、门微开信号等）实行监控，若发生信号或动作错误导致设备停机的，会记录并且提示相关错误的信息。

本试验系统的设计与实现只是在工程车门锁耐久试验领域的一次小小的尝试和成功，距离国外先进技术还有较大的距离，今后还需继续努力，进行更深入的研究及探讨。

参考文献

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