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气液增力缸作为自动化装配工程的重要设备之一,在无铆连接、压装等诸多设备中得到广泛应用。它采用气液联动技术,克服了气液压传动的诸多不足,吸取了气压传动廉价、无污染及液压传动速度-负载特性好、定位准确等诸多优点,在流体传动领域及自动化装配工业领域有很好的发展前景。 作为测控系统的设计工具,NI公司的虚拟仪器开发平台LabVIEW凭借其构建灵活、开放性好、功能强大、层次结构分明等诸多优点在国内外被广泛使用。本文就使用了LabVIEW开发平台对气液增力缸的有关压力与位移的测控系统进行了详细研究,包括软、硬件设计,人机界面设计及系统的仿真及实验。 首先,在分析了气液增力缸相关方面测控系统的国内外研究现状的基础上,提出包含基于LabVIEW的PC机、西门子224XP PLC及OPC通信在内的上位机+下位机的测控系统结构,并根据系统的结构,详细阐述了系统的硬件设计,包括数据采集卡、传感器等元件的选型,PLC接线电路、采集卡连接电路的原理图设计等。同时,针对系统的人机交互界面,利用LabVIEW强大的界面设计功能进行了研究开发,包括用户主界面、用户管理界面、参数设置界面等的设计,该人机界面的完成能提供用户一个简洁方便、清晰明了的机器操作环境。 然后,针对测控系统软件设计方面的关键技术给予了深入的研究解决:利用生产者/消费者程序设计模式对软件的数据采集模块及数据处理存储模块的程序进行了设计,此设计模式能高效精确地完成压力、位移数据的采集处理;对系统的控制算法—PID控制做了简单介绍并使用LabVIEW的控制设计与仿真模块对其进行了设计说明;运用西门子的Step7编程软件编写了下位机控制气液增力缸动作的主程序及相关子程序;针对上位机与下位机的通信,使用OPC协议来实现并给出具体的操作步骤。 最后,作者进行了本系统的压力位移数据采集实验及控制策略的仿真,得出本文中的气液增力缸测控系统能较精确的完成数据测量,而其中的压力输出控制策略有待更深一步的研究。