电缆牵引工程车用测控仪的设计

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1、沈阳工业大学硕士学位论文插图及附表清单图2．1原理框图图2．2“E6A2”系列旋转编码器输出回路图图2．3“E6A2”系列旋转编码器输出模式图图2．4速度和长度计算框图⋯⋯图2．5AD7705模数转换器引脚图图2．6AD7705模数转换器在本设计中的硬件连接图2．7AD7705模数转换器读周期时序图图2．8AD7705模数转换器写周期时序图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18图2．9AD7705A／D转换框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．19图2．10牵引力测算软件框图图2．11继电器控制图图3．1MAXl457管脚图2021图3．2MAXl457内部原理图⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。22图3．3变送器原理图图3．4线路板布线图图3．5齿轮减速装置图3．6基本鉴相电路与计数电路的原理图图3．7有无高频振动时的A、B、A’输出信号比较图3．8鉴相电路原理图2426333435图5．1电缆牵引车测控仪⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40表2．1“E6A2”系列旋转编码器性能表表2．2AD7705模数转换器的引脚说明表2．3继电器触发说明．815213738表4．1电缆牵引机牵引力(压力)测量数据表4．2牵引机缆线长度测量数据巧口=Jn¨"堪沈阳工业大学硕士学位论文I引言1。1课题来源、意义1．11课题来源和选题依据随

3、着我国城市地下电缆和光缆铺设工程的日益增多，及农村电网改造工程的广泛实旌，用于缆线铺设的电缆牵引工程车的市场前景也随之看好。但在地下电缆、光缆的铺设过程中，缆线极易被拉断，给工程造成极大的经济损失。这样就需要研究～套适合电缆牵引工程车用的测控仪，来保证电缆、光缆铺设的可靠性和科学性。目前国外使用的电缆牵引工程车具有缆线长度、缆线速度、缆线运行方向、缆线牵引力测试及数据打印等多项功能。并且对于不同的工程，所配备的工程车也不尽相同，当缆线牵引力要求为20KN，则可以选择20KN力的牵引工程车；缆线牵引力要求为50KN，则可以选择50KN力的牵引工程车等等。小牵引力的牵引绞盘体积较小，可随适当

4、车辆装载；而牵引力较大的工程车则需专用车辆拉载。因此，电缆牵引工程车在国外的生产已经成为～个系列化的产品生产。而国内目前生产的电缆牵引工程车尚处于较低水平，一般只采用指针式压力表测量缆线牵引力，并不具备缆线长度和缆线速度等项目的测量。这样，在缆线实际铺设过程中，就不能清楚地知道缆线铺设的长度，及缆线前端所在的位置。一旦需要钡4算缆线铺设长度时，只能通过绞盘上剩余的缆线，大概估算放出或收回缆线的长度。这样的工作质量，已不能适应现代市场的要求，因此，只有增加工程车的测控功能，保证其测量的准确性，才能保证铺设工程的质量，并提高其市场竞争力。1．1．2课题研究的意义电缆牵引工程车是一种专用工程车

5、，它的应用领域有限，所以这种产品的生产规模远不如通用车辆规模那样大，目前国内具有一定规摸产量的电缆牵引工程车厂家寥寥无几，大多数主要是以传统的手动绞盘和普通电动绞盘车生产为主，而且国内使用的大型电缆牵引工程车主要是以进口为主，国外情况虽然是在传统绞盘车的基础上加入了微机控制功能，但其生产规模也是如此，因此国外生产的电缆牵引工程车在国内使用时尚存2一沈阳工业大学硕士学位论文在维修困难且成本高，通常至少是国产工程车价格的两倍以上，如此大的价格差异和独特的市场环境，给国产工程车的自行设计、自行改造和自行生产带来了广阔的前景。本课题就是应我国专业生产电缆牵引工程车企业一宁波东方电力机具制造有限公

6、司的要求在该企业原有工程车产品的基础上，增加仪表测控功能，对电缆牵引工程车进行机电一体化改造，以实现该厂产品的更新换代。该企业提出的控制仪主要技术指标如下：牵引力测量范围：0—30．0KN线速度测量范围：0—90．0m／rain；线长度测量范围：0—3000．0m测量精度：±0．3％FS；电源电压：12VDC±2VDC／3w。(电池供电)。本课题的研究将对我国填补自动监测和控制电缆牵引工程车生产的空白、提高我国该项产品的档次、适应国际市场的激烈竞争和替代进口产品起到至关重要的作用。因此具有十分重要的经济意义和社会意义。1．2国内外研究现状1．2．1国内研究现状目前国内还没有应用于电缆牵引

7、工程车油缸压力、缆线长度、缆线速度测量的专用控制仪表。然而用于压力、长度、速度的传感器、变送器技术却已比较成熟。如：用于压力测量的传感器、变送器，有结构式的、应变片式的、扩散硅式的、半导体智能型式的和光纤式等：用于长度和速度测量的传感器、变送器，有机械结构型的、霍尔元件的(磁电式)和光电编码器型的等等。我们可以根据不同的应用环境要求选择不同的传感器和变送器。在压力测量方面，如果温度稳定性等因素要求的比较严格，我们将尽量采用结构型压力