基于三菱plc落锤式冲击试验机控制系统设计(附件)【字数：8078】
摘 要工业材料的耐冲击性能是其一项特性指标，在材料、构件的检验与质量检测中，经常要做冲击试验，是确定军用、民用设备在经受外力冲击或作用时产品的安全性、可靠性和有效性的一种试验方法。冲击试验机一般分为摆锤式冲击试验机和落锤式冲击试验机两种，本设计针对这一试验设计一套基于三菱PLC落锤式冲击试验机的电控系统，实现实验过程的程序控制。该冲击试验机主要由机架、升降机构、落锤机构、高度定位机构、电气控制、测量和操作系统组成。本设计分析落锤式冲击试验机的背景和意义，针对当前国内外落锤式冲击试验机的发展现状和优缺点，综合实际，基于三菱PLC研究设计了用于落锤式冲击试验机的一套控制系统，并且介绍了落锤式冲击试验机的基本工作流程和工作原理，阐述了控制系统的电路原理及PLC控制技术。能够实现对落锤式冲击试验机的基本控制，满足在工程实验中材料耐冲击性能测试的使用，并且自动化程度高，安全可靠。
目 录
第一章 绪论 1
1.1落锤式冲击试验机的背景及意义 1
1.2国内外落锤式冲击试验机发展现状 1
1.2.1落锤式冲击试验机国外发展现状 1
1.2.2落锤式冲击试验机国内发展现状 2
第二章 落锤式冲击试验机的结构及主要参数规格 4
2.1 落锤式冲击试验机结构简述 4
2.1.1主机部分 4
2.1.2锤体 5
2.1.3高度检测与动力系统 5
2.2落锤式冲击试验机的主要参数规格及工作环境要求 6
第三章 落锤式冲击试验机的工作过程及原理 7
3.1落锤式冲击试验机的主要工作过程 7
3.1.1 抓锤 7
3.1.2 对零 7
3.1.3 设置冲击高度 7
3.1.4 提锤 7
3.1.5 落锤冲击试样 7
3.2 落锤式试验机的工作原理 8
第四章 落锤式冲击试验机的控制电路与PLC程序设计 9
4.1落锤式冲击试验机的控制电路设计 9
4.1.1落锤式冲击试验机的电原理图 9
结束语 10
致 谢 11
参考文 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
献 12
第一章 绪论
1.1落锤式冲击试验机的背景及意义
工业材料的耐冲击性能是其一项特性指标，在材料、构件的检验与质量检测中，经常要做冲击试验。落锤式冲击试验机便是对塑料、玻璃、陶瓷等非金属材料或金属试样进行冲击试验，用以评价材料抗冲击性能的一种测试仪器。
材料的抗冲击性测试试验是冲击动力学的核心部分，抗冲击性能测试根据冲击速度的不同大小要采取不同的冲击格式，对于高速和超高速的冲击加载,可采用Hopkinson杆或气炮等来实现，但实验室试验中大量的测试问题,属于低速的撞击过程,研究这类问题的装置,落锤式冲击试验机是一种简洁、直观、安全，易操作的加载装置。
落锤式冲击试验机作为新兴的冲击试验仪器，和摆锤试冲击试验机原理是不同的，他的基本原理是利用自由下降的重锤的位能冲击式样，用以测定材料的抗冲击能力 。和摆锤式冲击试验机相比，其主要特点和优势在于：结构简单，式样紧凑，位能即冲击能量的大小可以通过改变落锤设定高度来控制，并且能提供的能量比摆锤式大得多，因而可以进行更大的材料的性能试验。同时，也可以对相同试样、不同大小和不同试样、相同大小的材料进行冲击对比试验，以判定试样抗冲击性能的优劣。
此机械结构新颖，由框架部分、提升系统、锤体、砧座、安全防护系统及控制系统组成，可以通过调整配重铊数量和调整冲击高度方法调整冲击能量，试样中准确快速，能量范围无级可调。工作方式为自由落体式，如果操作不当会有一定的危险性，因此该机设计了完美的安全保护系统，以确保操作过程中人身及设备的安全。机械的电气控制系统采用PLC进行控制，自动化程度高，并具有多道安全保护机构，使用安全可靠。
1.2国内外落锤式冲击试验机发展现状
1.2.1落锤式冲击试验机国外发展现状
冲击试验是1905年左右在国外首先发展起来的，因此，国际上落锤式冲击试验运用比国内要多得多，试验的标准也更全面，如ASTM D1224、ASTM D1029、ASTM D1788、 JISK721l等。早期的冲击试验是根据能量守恒定律，计算冲断试样的势能差，这一原理今天还在运用，而落锤式冲击试验机运用的便是这个原理。
落锤式冲击试验机本身对测试的材料要求不多，但基本试验对象还是非金属类型的试样。试验的温度要求和摆锤式冲击试验类似，大部分的是在常温25摄氏度下进行的，也有的是对试验材料进行加热或冷冻后进行的。现在国际上已经有了更高温和低温研究的成功案列，相应设备也在不停的设计生产，意在能和摆锤试冲击试验机一样成熟并取得国际一致认可后投放市场。
发达国家自上世纪50年代起，如美国、日本和英国，研究的材料试验机都已具有代表性和较先进的技术，但落锤式材料冲击试验机较摆锤式运用较少，所以对其进行关注和研究的机构也少的多，国际上只有少数几家公司生产出新型数显式的落锤式冲击试验机，如国际上取得领先水平的生产材料试验机公司：Intron（英斯特朗），它研发生产的一系列新型落锤材料试验机，如7100、7250、7210等系列，其中具有的最大冲击能量为27500J，最快试验速度为6m/s，而国内需要的最大冲击能量为3500J的落锤式冲击试验机，目前我国还没有掌握这种材料试验机的关键技术，但在我国各大工程特别是具有重大意义和作用西气东输工程中，各种大型的管材必不可少，而为了保证质量就必须对管材进行抗冲击性能的测试，所以落锤式冲击试验机的发展对我国有重大的意义。
1.2.2落锤式冲击试验机国内发展现状
在国内，通常对材料做抗冲击性试验多采用Charpy冲击试验和Izod冲击试验两种方法。Charpy即简支梁冲击试验，常用于塑料产品耐冲击性能测试的一种测试方法，是指在使用摆锤式冲击试验机时，试片的放法是水平摆放的。Izod即悬臂梁冲击试验，是用自由下落的摆锤冲击垂直放置的矩形截面直条棒状试样。这两种冲击试验都是在摆锤式冲击试验机上进行的。
这两种试验方法都是使用小形试样，能够在较短时间内就能够完成并得到试验结果的简便方法，这是其优点，但其缺点仍较为明显，经验表明：材料的Charpy值或Izod值不一定能正确表示该材料制品的抗冲击性优劣。理由如下：Charpy或Izod试验通常是用已确定冲击位能的试验机即摆锤式冲击试验机来尝试破坏试样，然后测出剩余位能，以求得破坏试样中所消耗的能量即吸收功；而实际上，要得到材料破损最小能量值是一个较难的问题。
目 录
第一章 绪论 1
1.1落锤式冲击试验机的背景及意义 1
1.2国内外落锤式冲击试验机发展现状 1
1.2.1落锤式冲击试验机国外发展现状 1
1.2.2落锤式冲击试验机国内发展现状 2
第二章 落锤式冲击试验机的结构及主要参数规格 4
2.1 落锤式冲击试验机结构简述 4
2.1.1主机部分 4
2.1.2锤体 5
2.1.3高度检测与动力系统 5
2.2落锤式冲击试验机的主要参数规格及工作环境要求 6
第三章 落锤式冲击试验机的工作过程及原理 7
3.1落锤式冲击试验机的主要工作过程 7
3.1.1 抓锤 7
3.1.2 对零 7
3.1.3 设置冲击高度 7
3.1.4 提锤 7
3.1.5 落锤冲击试样 7
3.2 落锤式试验机的工作原理 8
第四章 落锤式冲击试验机的控制电路与PLC程序设计 9
4.1落锤式冲击试验机的控制电路设计 9
4.1.1落锤式冲击试验机的电原理图 9
结束语 10
致 谢 11
参考文 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
献 12
第一章 绪论
1.1落锤式冲击试验机的背景及意义
工业材料的耐冲击性能是其一项特性指标，在材料、构件的检验与质量检测中，经常要做冲击试验。落锤式冲击试验机便是对塑料、玻璃、陶瓷等非金属材料或金属试样进行冲击试验，用以评价材料抗冲击性能的一种测试仪器。
材料的抗冲击性测试试验是冲击动力学的核心部分，抗冲击性能测试根据冲击速度的不同大小要采取不同的冲击格式，对于高速和超高速的冲击加载,可采用Hopkinson杆或气炮等来实现，但实验室试验中大量的测试问题,属于低速的撞击过程,研究这类问题的装置,落锤式冲击试验机是一种简洁、直观、安全，易操作的加载装置。
落锤式冲击试验机作为新兴的冲击试验仪器，和摆锤试冲击试验机原理是不同的，他的基本原理是利用自由下降的重锤的位能冲击式样，用以测定材料的抗冲击能力 。和摆锤式冲击试验机相比，其主要特点和优势在于：结构简单，式样紧凑，位能即冲击能量的大小可以通过改变落锤设定高度来控制，并且能提供的能量比摆锤式大得多，因而可以进行更大的材料的性能试验。同时，也可以对相同试样、不同大小和不同试样、相同大小的材料进行冲击对比试验，以判定试样抗冲击性能的优劣。
此机械结构新颖，由框架部分、提升系统、锤体、砧座、安全防护系统及控制系统组成，可以通过调整配重铊数量和调整冲击高度方法调整冲击能量，试样中准确快速，能量范围无级可调。工作方式为自由落体式，如果操作不当会有一定的危险性，因此该机设计了完美的安全保护系统，以确保操作过程中人身及设备的安全。机械的电气控制系统采用PLC进行控制，自动化程度高，并具有多道安全保护机构，使用安全可靠。
1.2国内外落锤式冲击试验机发展现状
1.2.1落锤式冲击试验机国外发展现状
冲击试验是1905年左右在国外首先发展起来的，因此，国际上落锤式冲击试验运用比国内要多得多，试验的标准也更全面，如ASTM D1224、ASTM D1029、ASTM D1788、 JISK721l等。早期的冲击试验是根据能量守恒定律，计算冲断试样的势能差，这一原理今天还在运用，而落锤式冲击试验机运用的便是这个原理。
落锤式冲击试验机本身对测试的材料要求不多，但基本试验对象还是非金属类型的试样。试验的温度要求和摆锤式冲击试验类似，大部分的是在常温25摄氏度下进行的，也有的是对试验材料进行加热或冷冻后进行的。现在国际上已经有了更高温和低温研究的成功案列，相应设备也在不停的设计生产，意在能和摆锤试冲击试验机一样成熟并取得国际一致认可后投放市场。
发达国家自上世纪50年代起，如美国、日本和英国，研究的材料试验机都已具有代表性和较先进的技术，但落锤式材料冲击试验机较摆锤式运用较少，所以对其进行关注和研究的机构也少的多，国际上只有少数几家公司生产出新型数显式的落锤式冲击试验机，如国际上取得领先水平的生产材料试验机公司：Intron（英斯特朗），它研发生产的一系列新型落锤材料试验机，如7100、7250、7210等系列，其中具有的最大冲击能量为27500J，最快试验速度为6m/s，而国内需要的最大冲击能量为3500J的落锤式冲击试验机，目前我国还没有掌握这种材料试验机的关键技术，但在我国各大工程特别是具有重大意义和作用西气东输工程中，各种大型的管材必不可少，而为了保证质量就必须对管材进行抗冲击性能的测试，所以落锤式冲击试验机的发展对我国有重大的意义。
1.2.2落锤式冲击试验机国内发展现状
在国内，通常对材料做抗冲击性试验多采用Charpy冲击试验和Izod冲击试验两种方法。Charpy即简支梁冲击试验，常用于塑料产品耐冲击性能测试的一种测试方法，是指在使用摆锤式冲击试验机时，试片的放法是水平摆放的。Izod即悬臂梁冲击试验，是用自由下落的摆锤冲击垂直放置的矩形截面直条棒状试样。这两种冲击试验都是在摆锤式冲击试验机上进行的。
这两种试验方法都是使用小形试样，能够在较短时间内就能够完成并得到试验结果的简便方法，这是其优点，但其缺点仍较为明显，经验表明：材料的Charpy值或Izod值不一定能正确表示该材料制品的抗冲击性优劣。理由如下：Charpy或Izod试验通常是用已确定冲击位能的试验机即摆锤式冲击试验机来尝试破坏试样，然后测出剩余位能，以求得破坏试样中所消耗的能量即吸收功；而实际上，要得到材料破损最小能量值是一个较难的问题。
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