摘 要

救生绞车在直升机上应用广泛，它不仅可以用于吊装货物，还可以用于人员救生。绞车质量的优劣与直升机的飞行安全息息相关。根据救生绞车在现实当中的工作情况，设计了救生绞车试验台电气控制系统，实现了对绞车真实工作情况的模拟，从而达到了对绞车的基本性能是否满足技术要求的测试目的。该系统控制核心采用西门子S7-300 PLC，基于STEP7 V5.5 SP3平台设计了PLC程序,并以Win CC 7.3 SP3为平台，开发了人机交互界面。救生绞车试验台以液压马达模拟绞车下拉时的拉力，以磁粉制动模拟绞车上提时的阻力。在该系统的控制下，救生绞车试验台能够控制绞车平稳运行，显示并记录下各个技术参数。

通过建立绞车试验平台，可以模拟实际中绞车的使用状态，并且能够对直升机绞车进行批量测试，同时避免了性能不合格的直升机绞车流入市场，从而避免了劣质绞车给直升机带来影响飞行性能，造成人员伤亡的安全隐患。另外，直升机救生绞车试验台相比于直接测试，其便捷程度、可靠性与安全性有有显著提高。

关键词

PLC,S7-300,Win CC，伺服驱动，救生绞车试验台

Abstract

Rescue winch is widely used in helicopter.It can not only be used for lifting goods, but also for people rescue.The quality of the winch is closely related to the flight safety of the helicopter..According to the actual working conditions of the life winch, the electrical control system of the test bench is designed,so that the simulation of the real working condition of the winch is realized, and the test purpose of the basic performance of the winch is satisfied with the technical requirements is achieved.The control core of the system uses SIEMENS S7-300 PLC and it is based on the STEP7 V5.5 platform designed PLC program,and use Win CC 7.3 SP3 as the platform，the human-computer interaction interface is developed.The test bench of the life winch uses hydraulic motor to simulate the pulling force of the pull down of the winch, and the resistance of the magnetic particle brake simulation winch.Under the control of the system, the test bench of rescue winch can make the winch run stably, display and record the various technical parameters.

Through the establishment of a winch test platform ，the winch can simulate the actual condition, and the security risks and the ability to batch testing of the helicopter winch, and at the same time it can avoid the unqualified performance of helicopter winch into the market, so that it avoid the inferior winch affecting the helicopter’s flight and causing casualties. In addition, the helicopter rescue winch test and compared with a direct test, the extent of its convenience, reliability and safety have improved significantly.

Keywords

PLC, S7-300, Win CC, servo drive, test bench of rescue winch

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 研究内容 2

1.4 论文结构安排 2

第2章 PLC简介 3

2.1 PLC的工作原理 3

2.1.1输入采样阶段 4

2.1.2用户程序执行阶段 4

2.1.3输出刷新阶段 4

2.2 PLC的特点 4

2.3 西门子 PLC 的特点 5

第3章 绞车试验台整体设计方案 7

3.1 试验台机械结构设计 7

3.2 电气控制系统设计 8

3.2.1 显示模块 8

3.2.2 控制模块 9

3.2.3 执行模块 10

第4章 基于STEP7的程序设计 13

4.1 PLC程序的设计 13

4.2 PLC程序的仿真 17

第5章 Win CC交互界面设计 18

5.1 启动界面 18

5.2 绞车拉力试验主界面 18

5.3液压操作界面 19

5.4 伺服操作界面 20

5.5 试验曲线界面 20

第6章 总结与展望 21

6.1 总结 21

6.2 展望 21

参考文献 23

致 谢 24

附录1：部分 PLC 电气原理图 25

附录2：部分程序截图 31

绪论

1.1 引言

直升机是一种旋翼航空器，它的历史于定翼机相比较为短暂，但由于它能够悬停于空中，不需要跑道就能够实现起降，使得它具备定翼机无法取代的功能。随着直升机在我们生活的各个领域越来越普遍的运用，其在救灾抢险，医疗救助、安全执法、交通监管、消防救火、查走私与缉毒等公共事务中的优秀表现日益引起公众的注意。在发达国家中直升机在公共事务中的使用，已经成为民用直升机的又一个热点。

直升机所安装的绞车大部分是以液压或者电源等为动力，通过缠绕钢丝绳来提升有效负载的一种装设备。即当要用到绞车的时候，能够很方便地安装并投入使用；当不需用到绞车的时候，能很轻松地拆卸下来以减轻载荷，使直升机能够完成其他任务。绞车在直升机上的应用已有几十年的历史，目前普遍地应用于军事和民用领域。近几年，在经历了东南亚大海啸后，绞车的作用日益凸显。某些国家甚至出台法律要求直升机必须加装绞车，确保直升机能够进行紧急人员救生、高空作业等。电动绞车是直升机的重要选装设备之一，在直升机悬停状态下，它可以将人员从地面提升至机舱内；可以提升加油管给直升机加油，减少直升机的油料补给时间；还可以进行人员索降，使人员着陆执行任务等等。直升机救生绞车如图1.1所示。