PLC控制的電磁閥試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文

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《消費(fèi)電子雜志》2014年第十三期

一、電磁閥耐久性試驗(yàn)控制系統(tǒng)之硬件設(shè)計(jì)

漏氣檢測(cè)器的工作原理是：如果進(jìn)行漏氣測(cè)試，回水管內(nèi)液體會(huì)全部充滿，此時(shí)待測(cè)電磁閥已經(jīng)關(guān)閉，在大氣壓力下，回水管內(nèi)的水便不會(huì)流出。在向電磁閥門加氣壓時(shí)，如果檢測(cè)電磁閥沒有發(fā)生漏氣，激光燈光線就會(huì)在水的折射；如果發(fā)生漏氣，比重比較小的氣泡就會(huì)聚集于導(dǎo)氣處。最后經(jīng)由感光器檢測(cè)，形成有效信號(hào)。測(cè)試完成后，氣體從導(dǎo)氣管中導(dǎo)出。

二、控制系統(tǒng)中下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)

在電磁閥耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)中，因?yàn)槠涔に嚵鞒添樞蛐暂^強(qiáng)，所以plc梯形圖的順序設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)程序是采用的常見辦法。其過程主要為兩步走，第一步是設(shè)計(jì)順序功能圖，第二部是編寫梯形圖。

（一）設(shè)計(jì)順序功能：1）次數(shù)檢測(cè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)起先是對(duì)程序進(jìn)行初始化，以通過上位機(jī)得到實(shí)際參數(shù)。當(dāng)M0.1轉(zhuǎn)成活動(dòng)步，變頻器控制電動(dòng)機(jī)并由PID算法計(jì)算出該頻率信號(hào)。當(dāng)M0.3轉(zhuǎn)為活動(dòng)步時(shí)，氣壓電磁閥關(guān)閉，并把水壓電磁閥打開。M0.3至M0.6是電磁閥A接受測(cè)試步階段，當(dāng)Q1.4是1，A組電磁閥測(cè)試遭到屏蔽，顯示測(cè)試A電磁閥工作已經(jīng)完成。同樣地，M0.7到1.1是B組測(cè)試步階段，M1.2到M1.4是C組測(cè)試步階段。2）漏氣檢測(cè)環(huán)節(jié)。漏氣檢測(cè)，主要是同時(shí)對(duì)三個(gè)待測(cè)電磁閥進(jìn)行檢測(cè)的環(huán)節(jié)。激活每個(gè)電磁閥測(cè)試的活動(dòng)步分別為M2.1、M2.4及M2.7。當(dāng)符合條件I0.1，就應(yīng)該測(cè)試漏氣，否則不檢測(cè)漏氣。當(dāng)三個(gè)工件都測(cè)試完畢后，退出測(cè)試并進(jìn)行下一步。

（二）梯形圖設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，從順序功能圖轉(zhuǎn)化到梯形圖，通常采用保停轉(zhuǎn)換方法來與順序功能圖諸環(huán)節(jié)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，并評(píng)估部分程序。梯形圖的設(shè)計(jì)主要有程序初始化、模式選擇、測(cè)試開關(guān)、判斷計(jì)數(shù)、漏氣檢測(cè)、循環(huán)測(cè)試及報(bào)警等幾個(gè)方面[4]。此方面就不一一贅述。

三、控制系統(tǒng)中上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)

（一）建立上位機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。上位機(jī)組態(tài)首先需要內(nèi)部變量的建立，從而使得主畫面里按鈕等連接操作更為方便。該系統(tǒng)所建立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫里，數(shù)據(jù)對(duì)象類型有開關(guān)量及數(shù)據(jù)量?jī)蓚€(gè)方面。開關(guān)量均需建立數(shù)據(jù)對(duì)象，尤其是檢測(cè)次數(shù)、主測(cè)次數(shù)及輔測(cè)次數(shù)等數(shù)據(jù)庫的建立更為必要。

（二）選擇設(shè)備和連接通道。選擇設(shè)備主要是PLC及通信參數(shù)的選定。通過相關(guān)工藝流程，我們可以知道：電磁閥耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入接口6個(gè)、開關(guān)量輸出接口16個(gè)，模擬量輸入輸出接口各1個(gè)。所以選用CPU226是可以滿足開關(guān)量的需求的。不過它由于缺乏模擬量輸入輸出接口的設(shè)置，所以需要擴(kuò)展該接口模塊。參照CPU226有關(guān)數(shù)據(jù)，其選型是與設(shè)計(jì)要求相吻合的。而連接通道是通過對(duì)應(yīng)關(guān)系將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量及PLC內(nèi)部地址連接起來，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的監(jiān)視控制。

（三）主畫面的繪制、連接。關(guān)于畫面的運(yùn)行主要是指四個(gè)部分——電磁閥測(cè)試主控窗口、仿真測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄、關(guān)于和幫助及開始畫面。

（四）上位機(jī)和下位機(jī)聯(lián)機(jī)調(diào)試。試驗(yàn)調(diào)試主要是指下位機(jī)程序的完善程度及上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的控制程度[5]。前一階段，我們通過PLC仿真軟件參與程序調(diào)試，如果沒有達(dá)到預(yù)期效果或者正常邏輯順序測(cè)試不明顯，則使用實(shí)驗(yàn)室PLC進(jìn)行再次檢查，并完成相關(guān)調(diào)試。在完成下位機(jī)程序后，就需要組態(tài)上位機(jī)，及在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行連接調(diào)試。

四、結(jié)束語

在本設(shè)計(jì)中，雖然改進(jìn)了電磁閥耐久性試驗(yàn)流程，設(shè)計(jì)了上位機(jī)與下位機(jī)主體程序，但是由于條件所限，對(duì)PLC認(rèn)識(shí)不夠，出現(xiàn)了一些問題，比如編寫順序程序圖，添加復(fù)位環(huán)節(jié)等。借助這次設(shè)計(jì)，我對(duì)本專業(yè)知識(shí)構(gòu)架更為了解，責(zé)任意識(shí)加強(qiáng)，并計(jì)劃對(duì)知識(shí)體系中的不足進(jìn)一步完善。

作者：臧運(yùn)明單位：曲阜師范大學(xué)電氣信息與自動(dòng)化學(xué)院