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摘要：针对工程车管路输送系统设计的一款星神闫增设备；首先明确方案，进而进行软件及硬件的设计，最后对管路输送系统进行实际的检测和验证。实际验证表明该设备可以完全模拟管路输送系统的使用工况，并可验证管路输送系统的合理性及使用寿命，实用价值很高。
关键词：管路输送系统；性能检验；PLC
管路输送系统是伸缩式工程车臂内解决管路、电路、气路等传递的最广泛、最成熟的应用系统。但目前还没有一种试验设备或者软件可以模拟整个系统的真实工况，对系统设计的合理性进行验证，所以系统在后期使用过程中出现问题也很难找到问题的根本原因及解决方法；本文设计了一种基于PLC控制的臂内管路输送系统性能检测设备，真实还原管路输送系统工况，可以对管路输送系统进行充分的检测和验证。
1.测试方案与结构设计
管路输送系统的三大要素是：折弯半径；往复运动；电缆、油路、气路多种动力传输管路同时存在、且在运动中工作。
本设备就是依据以上三大要素进行方案设计，其结构设计见附图1-1包括：1机台、2托架机构、3牵引机构、4滑轨、 5拉力传感器、6位置传感器1、7控制柜、 8电机、9位置传感器2。
其工作原理为：该结构的关键在于牵引机构的设计，牵引机构分为上下两部分，下部与滑轨的滑块固定，滑块在滑轨上滑动时可以带动牵引机构滑动；上部可以与管路输送系统的一端固定，在滑块在滑轨上滑动时，牵引机构就可以带动管路输送系统运动了。牵引机构上下两部分通过调节杆连接，调节杆设计为长丝结构，可以通过调节固定位置，调节牵引机构上下两部分的相对位置，以实现不同的折弯半径。
具体测试时管路输送系统的一端固定在托架机构上，另一端固定在牵引机构上；由牵引机构带动管路输送系统在滑轨上进行运动，在前进过程中牵引机构接触到位置传感器2后，进行回程运动；后退过程中牵引机构接触到位置传感器1后再进行前进运动；如此反复，模拟管路输送系统在工作臂中的往复运动。
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图1-1
2.控制系统硬件设计
电气控制系统是测试装置的核心部分，控制系统原理图如下图2-1所示，其中序27为总电源开关，为系统提供交流220V供电；序28,29分别为设备起动和停止开关；序22 、23、24分别为信号采集装置、压力传感器和液压阀，主要是在测试过程中对管路输送系统内的电缆和油管进行相应的性能检测，为试验结果提供判断依据；序6和序9是位置检测开关，为电机正反转提供依据，以实现设备的往复运动。
其中控制器（PLC）选用西门子S7-200的控制器，该控制器是一款通用工业可编程控制器，可兼容485、232等多种通讯方式；显示器采用西门子配套的7"宽屏触摸屏，分辨率为800x480，界面友好，人机互动性强；电机及驱动器选用台湾台达品牌，控制精度高，运行稳定。
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图2-1
3.控制系统软件设计
本案控制系统的软件使用ST语言进行设计，实现装置的循环记录、异常保护、周期调节等功能。软件流程图如下所示，
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4.应用与结论
对臂内管路输送系统进行性能检测分为以下步骤：
步骤一：调节折弯半径。将牵引机构的支撑杆高度调节至管路输送系统在工作臂的实际折弯高度；
步骤二：设定管路输送系统的运动参数。通过显示器的设定界面设定验证的管路输送系统往复运动次数（一般设置为2000次亦可根据需求增加或减少运动次数）、实际行程（根据验证的管路输送机构的实际行程确定），根据实际行程调节、运动速度（一般按国家标准设定为0.4m/s亦可根据需求提高或降低运动速度）；
步骤三：安装连接。将需测试的管路输送系统中的电缆一端固定在牵引机构上，将电缆的每一芯与放置在控制柜内的信号采集器分别连接（该信号采集器最多一次可检测30根信号）；将需测试的管路输送系统中固定在牵引机构一端的油管端口串联，另一端与液压阀进行连接，将液压的系统压力设定为实际的工作压力。
以上设置完成后按下起动开关，进行管路输送系统的性能检测以上测试完成后，可以根据外观观察检测管路输送系统中的电缆和油管等是否有磨损、干涉或设计不合理的地方。
该设备可完全模拟管路输送系统工作时的各种工况；具体表现为，可以对管路输送系统的折弯半径、运行速度、运动过程需要的拉力、运动行程、运动过程中液压系统所需压力均可实时监测并且可以进行按需调节；还可以实时读取管路输送系统的运动位置，结合拉力传感器对于管路输送系统行程不同时进行受力分析；另外该设备还可实时检测管路输送系统内电缆的短路与断路；另外该设备和可以对管路输送系统的往复运动次数进行累计计算并显示；在经过对管路输送系统的疲劳试验后可以充分检测管路输送系统的拖链、电缆、油管及其设计选取的折弯半径、行程、压力等技术参数的合理性，及该机构预计的使用寿命；并将所有工况极限化处理以充分检测管路输送系统的应用性能及匹配合理性。
测试过程中还可进行故障报警及故障原因等参数显示，并且还有测试完成自动停止和报警的功能。
参考文献
[1]吴伟.应用于机器人的多轴柔性拖链系统.数控机床市场.2004.09.