论文部分内容阅读
目前,作为地层变形主要形式的地面沉降和地裂缝的发生异常普遍,危害不断增加,甚至影响了居民生活和经济建设的正常进行。为了研究地面沉降和地裂缝的产生机理,模拟其产生和发展过程,在本文中对地层变形模拟试验平台的控制系统进行了研究,主要做了以下工作:通过对试验平台的研究,根据控制系统控制任务、控制方式和控制环境的要求,对控制系统的整体进行了设计,包括硬件系统和软件系统两个部分。硬件系统中,确定了二级计算机控制方案,即选择工业控制机作为上位机,可编程逻辑控制器(PLC)作为下位机,上下位机之间通过RS-232C标准串口线进行通信;通过对各种方案的对比分析,利用机械式螺旋千斤顶传动比精确的特点,选择接近开关来检测千斤顶的直线位移;对电动机控制元件和电路保护元件进行了合理的选择,并绘制了电气控制原理图。软件系统中,设计了步长的计算方法,消除了累积误差;通过对三菱FX2N系列PLC工作原理和产品特点的分析,结合本控制系统的特点,选择了主机加扩展的控制组合,并绘制了PLC的I/O接线图,分配了辅助继电器的功能;其次,绘制了PLC的程序结构图;介绍了PLC与上位机的串口通信过程,并选择了适合本控制系统的通信协议和通信格式。以Visual Basic 6.0为平台开发了上位机控制软件,通过该软件能实现上、下位机之间的数据和信息的传递,控制电动机的启动和停止,浏览试验平台的运行状态,当系统出现故障时能够立即停机,并向用户发出警报,提示故障的大致位置,方便用户排查;并介绍了软件的使用方法。最后,对控制系统提出了进一步改进的方法和措施。