跌落試驗機是一種驗證產品耐衝擊跌落（luò）性（xìng）能的設備（bèi）。目前這種測試儀的（de）工作模式可以分為兩類（lèi）；支架和懸架。但由於試驗機的（de）設計限製，以及樣品的形狀、大小、懸掛狀態不同，在一定程度上限製了樣品（pǐn）的重量，測量跌落高度不方（fāng）便，可能存在安全隱患。本研究介紹了可編程控製器、計算機、力傳感（gǎn）器和位移傳感器測量技術。通過試樣在砧麵升(下降)和分離(接觸)過程中的重量和位（wèi）移的實時測試數據，由軟件分析係（xì）統智能判斷下落高度的（de）起點，準確實（shí）現下落高度的識別和定位。解決（jué）了（le）以往跌落測試儀用（yòng）於測量和設定各種運輸包裝(如集裝袋（dài）、桶、箱)跌落（luò）高度的問題。

跌落（luò）試驗是驗證包（bāo）裝在流通中抗衝擊（jī）性能廣泛使用的重要試驗方法，跌落試驗機的性能和（hé）方式決定了試驗的準確性和便捷性。300kg以下（xià）的跌落試驗設備，目前（qián）有（yǒu）專門的定型產（chǎn）品設備。而用於測試大重量(300kg以上)危險品的跌落測試設備。另外，現（xiàn）有的300公斤（jīn）以上的跌落（luò）試驗隻有懸掛試驗樣品的釋放裝置，沒有完整的設備（bèi）。而且使用過程中需要手動測量跌落高度，操作不便，存在不安全因素。

利用（yòng）目前先進的計算（suàn）機技術和測（cè）控技術，研製的大型危險品運輸包裝跌落試驗機完成了重量為100Kg至2噸的運輸包裝的吊掛/跌落，並試（shì）驗了跌落高度的自動測量和設定，避免（miǎn）了測量跌落（luò）高度時可能對人（rén）體（tǐ）造成的意外（wài）傷害。測試方式的多樣化也是本次試驗機設計的亮點（diǎn）之一。該（gāi）設計不僅滿足（zú）了（le）國內外危險品包裝檢驗的需要，也填補了大型危險（xiǎn）品包裝跌落檢測設（shè）備的（de）產品。

1.係統的硬件設計。
大（dà）型危險品包裝跌落（luò）試驗機的主要部（bù）件是升降框架結構，它是跌落試驗機安全、穩定、準確運行的必要保證。主（zhǔ）機架采用龍門（mén）結（jié）構，釋放裝置（zhì）安裝在活動橫梁（liáng）上，由（yóu）兩台伺服控製電機提供動力控製和升降活動橫梁。兩側安裝（zhuāng）滑動導向裝置，使升降裝置運行平穩，從機械結構上保證了跌落試驗機的安全性、穩定性和（hé）控製精度。

工字（zì）鋼作為大型危（wēi）險品（pǐn）包裝跌落試（shì）驗機的（de）支（zhī）撐柱和固定梁的原材料，以保（bǎo）證（zhèng）設備的整體安全性和穩定性。支撐柱和固定梁采用螺栓（shuān）連（lián）接，便於加工（gōng）後設備的運輸和安裝。考慮到較重的試件需要有一定（dìng）的寬度和高度要求，專用試驗機的淨跨度≥ 3m，固定梁（liáng）與砧麵的距離≥ 3.8m。

●滑動導向裝置由導軌和滑塊組成。導軌固定在工字鋼支撐柱的內側，滑塊與活動橫梁連接，保證活（huó）動橫梁的平穩運行。

●活動梁設計成槽形結構，測（cè）控部分安裝在槽形梁內。這是因為伺服電機、伺（sì）服控製器、脫扣器等走線（xiàn）較多的測控元件都在（zài）活動（dòng）橫梁上。將包括PLC在（zài）內的測控部分安裝在活動橫梁（liáng）的凹槽內，可以減少外部接線，使結構更加緊湊。

2)釋放（fàng）裝置
大型危險品包裝跌落試驗機能否正（zhèng）確、準確地完成跌落試驗，釋放裝置（zhì）是關鍵的部分（fèn）。

釋放裝置主要由外殼、掛鉤（gōu）、鎖定杆、電插銷、傳感器等組成。當電銷被釋放時（shí），鎖定杆被解鎖，鉤被（bèi）旋轉並釋放。試件起吊時，將（jiāng）試件的吊環套在吊（diào）鉤上，用手握住吊鉤，推入到位，鎖緊裝置會自動鎖緊。傳感器測量電插銷和鎖定杆的位置，測控係統自動完（wán）成釋（shì）放、鎖定和複位動作。

2.PLC控製係統
大型危險（xiǎn）品跌落試驗（yàn）機主要控製活動橫（héng）梁的（de）運動，帶動試件在垂直方向上運動。伺服控製器控製電機的轉動來驅動活動（dòng）橫梁的整體運動。在實驗中（zhōng），稱重傳感器和光纖傳（chuán）感器分別是零位調整和釋放裝置鎖定的重要部件。

2.1軟件設計
整個設備（bèi）的軟件（jiàn）控製主要由邏輯控製器、伺服控製器、傳感器和觸摸屏來完成。通過觸摸屏發送操作指（zhǐ）令，邏輯控（kòng）製器控製伺服電機（jī）和（hé）伺服控製器，配（pèi）合傳感器完（wán）成（chéng）整個測試。整個跌落試（shì）驗機的控製是一個閉環係統。



係（xì）統的主要（yào）控製對象是被測對象，控製被測對象（xiàng）的高度和重量。係統的被控對象是電機的轉速和正反轉，執行機構是伺（sì）服控製器，所以所有的控製都比較（jiào）複雜。

在整（zhěng）個程序設計中，能利用（yòng）了PLC編程中允（yǔn）許子程序的便利，采用結構化編程思想，針對不同的升降方式、被測對象的零位（wèi）校準、脫扣（kòu）鉤的控製、自動手動切換等編寫子程序。整個循環就（jiù）是一個動作序列，隻要（yào）依（yī）次執行（háng）每個動作（zuò），就可以完成自動化（huà）所需的（de）動作。每個具體操作都是通過調用相應（yīng）的子程序來（lái）完成的（de），避免（miǎn）了程序機械重複的問題。


參數初始化（huà），包括身高體重初始化，手動（dòng）自動狀態初始化。
手動狀態下幾種操作控製的切換，包（bāo）括:上升（shēng）、下降（jiàng）、校零、歸零等。
在自動狀態（tài）下，從減重角（jiǎo）度判斷標本的零點，自動上升（shēng）到預設高度。
自動狀態下，從增重角度判（pàn）斷標本的零（líng）點，自動上升到預設高度。
鎖杆自動脫落，吊鉤釋放重量。

2.2試驗機的關鍵技術
大型危險品跌落試驗機的研製，既總結（jié）了以往試驗機的優點，又增加了一些新的控製和技術。主要區別是:

●自動確定測試高度
以往這種（zhǒng）跌落測試的測試高度都是人工測量的。對於桶形容器的角度跌（diē）落試驗和焊接跌落試驗，需要事先測量高度並設置跌落狀態。測試過程中掉落不方便也不（bú）安全。本項目研製的大型（xíng）危險品包裝跌落測試（shì）儀不僅可以實現測試高度的自動識別和預設，還解決了跌落狀態（tài）的預設問題。

●釋放裝置
在（zài）過去，跌落試驗裝置主要使用支撐板來（lái）支撐試件，如轉子式和襟翼式跌落試驗機。為什（shí）麽（me）這種類型的中東不適合300Kg以上的測試樣品的跌落試驗，對測試樣品的重量有一定的（de）限（xiàn）製。大型危險品包裝跌落試驗機采用懸掛式掛鉤釋放裝置，解決了大型、重型試驗樣品的跌落試驗問（wèn）題。利用光傳感器控製和電（diàn）機（jī）驅動釋放，實現了試樣的（de）自動鎖（suǒ）定和在操（cāo）作者指令下的自（zì）動釋放（fàng）功能。

●測量精度
以往跌落試驗設備隻（zhī）適用於300Kg以內的試（shì）件重量，不適用於一些大型危（wēi）險品試驗。大型危險品包裝跌落試驗機采（cǎi）用門式框架結（jié）構，兩端分別由伺服電機驅動。在絲（sī）杠和導軌的作用下，保證了活（huó）動橫梁的水平（píng）運動。試驗重量超過2噸，試驗機中的力傳（chuán）感器、導軌和絲杠保證了試驗中高度測（cè）量的準確性。

●先進的控製係統
包裝跌落試驗機的控製係統（tǒng）采用可編程控製器和平（píng）板電腦。將（jiāng）工業控（kòng）製引入（rù）試驗機。通（tōng）過傳感器和（hé）PLC的智能控製，實現了零位的自動判斷（duàn）和試件自動升到預定高（gāo）度（dù）。平板電腦提高了試驗機的可靠性和實用（yòng）性。

3.觸摸屏監（jiān）控軟件的開發。
3.1總體設計
控製（zhì）係統的監控軟件采用15？將用於現場控製的帶觸摸屏的PLC控製係統與上位機監控係統連接。其次，從變量的定義和I/O設備的管理入手，一個生動友好的（de）主監控界麵，以及報警係統、參數（shù）設置、運行控製等功能齊全的（de）子監控界麵。利用組態（tài）軟件多樣化的繪圖工具、強大的腳步語言處理能力和豐富（fù）的命令語言（yán）功能開發。

所開（kāi）發的（de）監控（kòng）係統可（kě）實現結構運行模擬和（hé）監控（kòng）、實時報警查詢（xún）和處理等功能。其（qí）中，運（yùn）行（háng）中的釋放功能經過多次提示和確認，防止非操作人員的誤操作，確保安全。

3.2測試監控界（jiè）麵的設計
作為整個監控軟件的主要部分，運行界麵的設計形象地反映了整個係統測試過程，能（néng）夠根據操作人員的動作實時反映各種狀態和參數值。操作人員（yuán）不僅可以（yǐ）在手動和自動之間切換，還可以根據試驗的要求選擇試（shì）驗的運行方（fāng）式。在（zài）測試過程中，可以方便地預設測試的升高度。針對可能造成操作危險的軟件操作，監控界麵采用多重確認的方式，提高（gāo）了測（cè）試的安全（quán）性。

3.3參數設置和（hé）報警界麵設（shè）計
為了便於係統的自動化，提高試驗機的應用範（fàn）圍，在（zài）監控界麵中特別增加了參數設置。通過改（gǎi）變電（diàn）機的轉速，改變試件的上升和下降速度。對於不同的（de）試件，通（tōng）過改變係數設置，擴大了試驗（yàn）機（jī）的應用對象，節約了資金，提高了試驗的（de）準確（què）性。

同時，根據設計的設計要求，試驗機（jī）高標高為3.8m，大載重量為2.5t，試驗中出（chū）現硬件故障等問題已經超過上述指標，需要監（jiān）控係統及時有效的報警。鑒於（yú）此（cǐ），在開發報警係統時，設計首先建立了係統的報警標注，可以在操作界麵中及時準確地獲取報警的詳（xiáng）細信息。從而幫助運營商更好地解決問題。

4.結論（lùn）。
大（dà）型危險品包裝跌落試驗機的設計將工業控製技術引入包裝行（háng）業，不僅提高了以往試驗機的準確性和便捷性，也大大提高了包裝行業的檢測（cè）水平。