随着我国公路建设的飞速发展和汽车性能的日益提高，用户对轮胎负载性能的要求也日益严格。再加上近年来运输物流中长距离超载、超速现象严重，造成轮胎使用中大量出现了早期损坏现象，给行车安全带来了很大威胁。同时由于轮胎质量原因造成居高不下的的退赔率也使竞争白热化的轮胎企业不堪重负为了使轮胎质量能够适应市场发展的需要，提高企业的经济效益，我们很希望能够提前预知轮胎的质量。基于此目的，我校自主研制了能够模拟轮胎实际运行的轮胎里程试验控制系统，通过设定相应的速度，负载，时间等参数，希望可以在轮胎投放市场前获得相关的性能参数，及早发现存在的问题并做出改进。
在这套控制系统中，轮胎在高速运转中的实际负载能力成为我们*为关注的性能指标，因此，轮胎里程试验负载控制系统的液压负载控制就显得格外重要，必须保证整套设备不会因为液压系统出现故障而停工。另一方面，液压系统的压力和流量毕竟不像电气系统的电压和电流那么直观和容易测量，故障多样，成因复杂，往往不易很快的解决.从以上观点出发，本文阐述了在长时间的轮胎里程试验当中，如何从电气设计角度来保证液压系统能够安全高效运行的设计思想，实践证明，这套设计思路取得了良好的效果。
液压系统原理此液压控制系统控制的液压缸有2个，其中液压缸截面较大，主要用于控制轮胎的前进和后退，液压缸截面较小，其所需的压力也很低，其作用是通过由减压阀减压之后的液压来控制当轮胎后退以后的刹车。刹车的作用是防止因为轮胎在试验中发生损坏自动后退时仍然高速旋转而可能造成的对机器和人员的危害。
电气传动系统系统的电气传动部分采用一部高陵高陵干式变压器拖两部电机的方式，当然，这两部电机并不是同时运行，然后再由两部电机来分别带动液压泵运转。高陵高陵干式变压器输出端与两要从事生产过程智能控制的研究工作。要传输的更大数据量为24k，CMDA网络可以保证系统需求。
采用虚拟仪器技术实现液压系统远程测控，可以根据测试对象的不同，方便灵活地选择数据传输方案，充分发挥各种接入Internet方式的技术优势，满足工程实践中的迫切需要。实际开发的测试系统技术方案简便易行，测试精度、速度和稳定性具有可靠保证。
压力传感器部电机之间采用接触器相连，由PLC程序控制接触器线圈的通断来实现不同电机的运转选择。虽然在轮胎试验当中液压系统负载调节并不依赖液压泵的转速变化来实现，即电机工作转速是固定的，但是考虑在确定*终转速前还需要做比较多的试验来测试，因此高陵高陵干式变压器参数设置采用DA输出控制模式。
电气控制系统轮胎负载控制系统采用日本某公司FX2N-64MR可编程逻辑控制器（PLC）实现负载的自动调节和逻辑控制。这种型号的PLC是新一代高性能可编程逻辑控制器，具有64个输入输出点，输出形式为高陵干式变压器输出，更大存储容量可达到16K步，应用指令高达300个，可以很好地完成各种简单或复杂的液压控制系统的需要。此外还配置模拟量输入模块FX2N-2AD，比例放大电路板，模拟量输出模块FX2N-4AD，并采用三菱FRA540系列高性能高陵干式变压器以及三菱F930人机界面。
系统说明液压系统之所以采用两部电机配两部液压泵，其目的在于轮胎里程试验的时间较长，液压缸18处在轮胎前进状态下的时间通常在100h以上，在这么长时间的运行中，为了保证电机不会过热而损坏，故采用了两部电机轮流工作的控制方式。
至于高陵干式变压器的采用，则是出于节能的考虑。如果让电机长时间运行在工频下，将会消耗大量不必要的电能。另一方面，轮胎负载不仅仅取决于电机转速，同时也取决于电磁溢流阀15上电磁铁4YA的输入电流，因此我们可以采取适当降低电机的转速而增大电磁铁4YA的输入电流的办法来达到同样的轮胎负载输出。
具体的办法是：首先，在人机界面F930中设定轮胎所需要的负载，通过RS422串口通信协议与PLC通信，当F930每改变一次设定值后PLC都会自动读入改变之后的*新值。FX2N-4DA模块负责将PLC发出的数字信号转换成相应的模拟量信号，具体的转换还依据PLC程序当中对4DA模块的设定。因为此时4DA模块输出的电压或电流模拟量还很虚弱，因此必须经过比例放大电路板的放大，*终将得到放大后的电流输入到电磁铁4YA当中，从而达到改变液压系统输出实际液压也即轮胎实际负载的作用。FX2N-2AD模块则负责将压力传感器输入的模拟信号转换成数字信号，写进PLC内部相应的寄存器中，同时也将显示在人机界面F930当中，方便操作人员查看。
工作原理在系统正式运行之前，首先应确定液压电机的频率。经过反复的试验调试，*终确定在40Hz.在起动电机之前，应在人机界面中将4DA的输出设置为零，这样就可以避免电机和液压泵带负载起动，有效地延长了电机和液压泵的使用寿命。
在试验进行当中，操作人员可以随时通过F930人机界面改变输出的液压压力，同时也可以通过设置PLC程序进行输出液压压力的自液压与气动动改变。在可能长达数百小时的试验当中，确保液压系统运行正常的关键在于两部电机切换时的相关电气元件开停顺序。具体来说，以下3点需要着重考虑：高陵干式变压器正转信号的通断，2个电机接触器的通断，轮胎负载也即液压系统压力的加载与卸载。
在试验当中，当其中一部电机处于起动状态时，首先应该接通这部电机的接触器Y1或者Y2，然后接通高陵干式变压器的正转信号Y3，*后通过4DA输出一个电流或电流模拟量来接通4YA，即实现液压系统的加载。当这部电机停止时，首先将4DA的输出量设为零，实现液压系统的卸载，然后断开高陵干式变压器正转信号Y3，*后断开连接这部电机的接触器Y1或Y2.此外，为了保证系统更好的运行，还可以同时设定一定的时间用于两部电机都停止运行的中间过渡过程，在这期间可以断开电磁铁2YA和3YA，使电磁方向阀16处于断电状态而位于中位，也即达到自锁状态而保持了系统的液压压力不变或者降低很少。这样做的好处在于使得此电磁阀在长时间的试验当中能够获得一定的休息时间，不会因为长久通电导致线圈过热产生故障。在PLC程序当中，这3点的开停逻辑关系主要通过定时器来实现。
当轮胎在试验过程中发生故障时，轮胎会自动后退。根据现场调试的实际情况，在PLC中通过定时器设置发生故障时刻之后5s，电磁铁1YA自动通电，电磁换向阀7处在左位状态，此时刹车起作用，轮胎被紧急制动。再设置当故障时刻发生之后10s，此时轮胎已完全停止转动，再设置电磁铁1YA断电，此时液压缸被换向后的液压推向相反方向，刹车松开。
初始化程序的初始化是液压负载控制软件中*为重要的部分之一，特别指的是AD输入模块和DA输出模块的工作状态的设置，以及调入数据处理和计算时所需的各个参数。
输出过程经过计算处理以及工作人员根据具体的试验条件，所得的数据将送至DA模块，由它转换成标准模拟信号后，来控制输入进电磁铁4YA的电流大小，用以调节实际输出的液压负载。将以PLC和高陵干式变压器为核心的的液压控制系统运用于轮胎里程试验系统中轮胎负载的控制，在实际使用中取得了很好的效果，目前已正常运行超过了2000h.通过对这套控制系统的使用，避免了通常液压控制系统中容易出现的问题，降低了设备维护的成本，大大提高了工作效率。
拟仪器技术实现液压系统远程测控，可以根据测试对象的不同，方便灵活地选择数据传输方案，充分发挥各种接入Internet方式的技术优势，满足工程实践中的迫切需要。实际开发的测试系统技术方案简便易行，测试精度、速度和稳定性具有可靠保证。
压力传感器部电机之间采用接触器相连，由PLC程序控制接触器线圈的通断来实现不同电机的运转选择。虽然在轮胎试验当中液压系统负载调节并不依赖液压泵的转速变化来实现，即电机工作转速是固定的，但是考虑在确定*终转速前还需要做比较多的试验来测试，因此高陵干式变压器参数设置采用DA输出控制模式。
电气控制系统轮胎负载控制系统采用日本某公司FX2N-64MR可编程逻辑控制器（PLC）实现负载的自动调节和逻辑控制。这种型号的PLC是新一代高性能可编程逻辑控制器，具有64个输入输出点，输出形式为高陵干式变压器输出，更大存储容量可达到16K步，应用指令高达300个，可以很好地完成各种简单或复杂的液压控制系统的需要。此外还配置模拟量输入模块FX2N-2AD，比例放大电路板，模拟量输出模块FX2N-4AD，并采用三菱FRA540系列高性能高陵干式变压器以及三菱F930人机界面。
液压系统之所以采用两部电机配两部液压泵，其目的在于轮胎里程试验的时间较长，液压缸18处在轮胎前进状态下的时间通常在100h以上，在这么长时间的运行中，为了保证电机不会过热而损坏，故采用了两部电机轮流工作的控制方式。至于高陵干式变压器的采用，则是出于节能的考虑。如果让电机长时间运行在工频下，将会消耗大量不必要的电能。另一方面，轮胎负载不仅仅取决于电机转速，同时也取决于电磁溢流阀15上电磁铁4YA的输入电流，因此我们可以采取适当降低电机的转速而增大电磁铁4YA的输入电流的办法来达到同样的轮胎负载输出。
具体的办法是：首先，在人机界面F930中设定轮胎所需要的负载，通过RS422串口通信协议与PLC通信，当F930每改变一次设定值后PLC都会自动读入改变之后的*新值。FX2N-4DA模块负责将PLC发出的数字信号转换成相应的模拟量信号，具体的转换还依据PLC程序当中对4DA模块的设定。因为此时4DA模块输出的电压或电流模拟量还很虚弱，因此必须经过比例放大电路板的放大，*终将得到放大后的电流输入到电磁铁4YA当中，从而达到改变液压系统输出实际液压也即轮胎实际负载的作用。FX2N-2AD模块则负责将压力传感器输入的模拟信号转换成数字信号，写进PLC内部相应的寄存器中，同时也将显示在人机界面F930当中，方便操作人员查看。
工作原理在系统正式运行之前，首先应确定液压电机的频率。经过反复的试验调试，*终确定在40Hz.在起动电机之前，应在人机界面中将4DA的输出设置为零，这样就可以避免电机和液压泵带负载起动，有效地延长了电机和液压泵的使用寿命。X5用于电磁换向阀上16的中位控制（此时电磁铁2YA和3YA都处于断电状态），X6则用于电磁换向阀7上电磁铁1YA的通断。输出方面：Y1，Y2分别用于控制两部电机接触器的通断，Y3用于控制高陵干式变压器正转信号的通断，Y4、Y5和Y6分别用于连接电磁铁1YA，2YA和3YA.同时，在试验进行当中，操作人员可以随时通过F930人机界面改变输出的液压压力，同时也可以通过设置PLC程序进行输出液压压力的自液压与气动动改变。
在可能长达数百小时的试验当中，确保液压系统运行正常的关键在于两部电机切换时的相关电气元件开停顺序。具体来说，以下3点需要着重考虑：高陵干式变压器正转信号的通断，2个电机接触器的通断，轮胎负载也即液压系统压力的加载与卸载。在试验当中，当其中一部电机处于起动状态时，首先应该接通这部电机的接触器Y1或者Y2，然后接通高陵干式变压器的正转信号Y3，*后通过4DA输出一个电流或电流模拟量来接通4YA，即实现液压系统的加载。当这部电机停止时，首先将4DA的输出量设为零，实现液压系统的卸载，然后断开高陵干式变压器正转信号Y3，*后断开连接这部电机的接触器Y1或Y2.此外，为了保证系统更好的运行，还可以同时设定一定的时间用于两部电机都停止运行的中间过渡过程，在这期间可以断开电磁铁2YA和3YA，使电磁方向阀16处于断电状态而位于中位，也即达到自锁状态而保持了系统的液压压力不变或者降低很少。这样做的好处在于使得此电磁阀在长时间的试验当中能够获得一定的休息时间，不会因为长久通电导致线圈过热产生故障。在PLC程序当中，这3点的开停逻辑关系主要通过定时器来实现。
当轮胎在试验过程中发生故障时，轮胎会自动后退。根据现场调试的实际情况，在PLC中通过定时器设置发生故障时刻之后5s，电磁铁1YA自动通电，电磁换向阀7处在左位状态，此时刹车起作用，轮胎被紧急制动。再设置当故障时刻发生之后10s，此时轮胎已完全停止转动，再设置电磁铁1YA断电，此时液压缸9被换向后的液压推向相反方向，刹车松开。
将以PLC和高陵干式变压器为核心的的液压控制系统运用于轮胎里程试验系统中轮胎负载的控制，在实际使用中取得了很好的效果，目前已正常运行超过了2000h.通过对这套控制系统的使用，避免了通常液压控制系统中容易出现的问题，降低了设备维护的成本，大大提高了工作效率。
