一、前言

可編程控制器(PLC)由于其運(yùn)算速度高完沪、指令豐富甥绿、功能強(qiáng)大、可靠性高蕾哟、抗干擾性強(qiáng)而廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制部分,在智能現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)中,選用PLC作為控制器是十分有效的一忱。本文以汽車(chē)傳動(dòng)軸防塵罩的檢測(cè)為背景,著重討論一種基于PLC控制的模擬汽車(chē)傳動(dòng)軸防塵罩實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的高低溫試驗(yàn)箱控制系統(tǒng)的研制。

汽車(chē)傳動(dòng)軸防塵罩的作用是防止灰塵谭确、雜質(zhì)等進(jìn)入前輪傳動(dòng)軸的連接處,同時(shí)也防止高溫潤(rùn)滑油從中溢出帘营。根據(jù)有關(guān)規(guī)定,本系統(tǒng)要求防塵罩在2500轉(zhuǎn)/分下保持其優(yōu)秀的斷裂延展特性,在-60～150℃下,能通過(guò)1～6千萬(wàn)次循環(huán)試驗(yàn)。在此情況下,我們受委托對(duì)汽車(chē)傳動(dòng)軸防塵罩高低溫試驗(yàn)箱進(jìn)行改造,以工控機(jī)為人機(jī)接口,采用PLC程序控制系統(tǒng)逐哈。

二芬迄、系統(tǒng)功能分析

傳動(dòng)軸防塵罩溫度試驗(yàn)的基本要求是:在規(guī)定的溫度下,以一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行一定的時(shí)間。交替設(shè)定溫度蒙玩、轉(zhuǎn)速及時(shí)間(最多為4組)循環(huán)一定次數(shù)構(gòu)成一個(gè)測(cè)試階段瘤贷。測(cè)試過(guò)程最多可設(shè)4個(gè)階段,每個(gè)測(cè)試階段的循環(huán)次數(shù)由測(cè)試員現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定。實(shí)驗(yàn)中主要控制量有試驗(yàn)箱內(nèi)溫度(-60～150℃)绅刨、傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(0～1500rpm)招惜、固定角及滑動(dòng)角角度、測(cè)試時(shí)間(1～60000分)及階段循環(huán)次數(shù)凡盔。測(cè)試過(guò)程要求調(diào)整固定角及滑動(dòng)角的角度孙悦、啟動(dòng)溫度控制系統(tǒng)使溫度逐步達(dá)到設(shè)定值、使傳動(dòng)軸在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間》穑現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定不同的條件交替測(cè)試,循環(huán)一定周期疤巩。

根據(jù)測(cè)試要求,系統(tǒng)應(yīng)具有手動(dòng),自動(dòng)操作功能。手動(dòng)操作時(shí),操作人員可以直接控制電機(jī)、壓縮機(jī)狮屏、加熱器等設(shè)備的啟停,進(jìn)行設(shè)備維修,調(diào)試和試驗(yàn)等结阅；自動(dòng)操作時(shí),測(cè)試裝置自動(dòng)完成整個(gè)測(cè)試過(guò)程。另外,控制系統(tǒng)還應(yīng)具有完善的保護(hù)功能以保護(hù)人員及設(shè)備安全瞎嬉。任何時(shí)候都可以強(qiáng)行停止測(cè)試蝎毡。若測(cè)試過(guò)程因故障原因終止,需要記錄故障原因及測(cè)試進(jìn)展?fàn)顩r。

三氧枣、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1沐兵、控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)人機(jī)界面部分采用臺(tái)灣研華公司生產(chǎn)的奔騰機(jī),軟件部分采用Delphi編程,在系統(tǒng)中協(xié)調(diào)控制,打印輸出,過(guò)程值顯示,控制核心部件為OMROM的可編程控制器,它負(fù)責(zé)各控制系統(tǒng)所需要的各種邏輯控制和運(yùn)算。被控對(duì)象有變頻調(diào)速系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)便监。變頻調(diào)速由日本安川公司生產(chǎn)的變頻器驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸電機(jī),使傳動(dòng)軸保持一定的轉(zhuǎn)速扎谎。溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng),溫度測(cè)量元件為鉑電阻,由PLC控制電加熱器及壓縮機(jī),實(shí)現(xiàn)加熱或制冷。加熱系統(tǒng)由三個(gè)電加熱管組成,制冷系統(tǒng)由兩級(jí)壓縮機(jī)組成,其通斷由PLC控制烧董。

為實(shí)現(xiàn)檢測(cè)控制要求,本系統(tǒng)采用日本立石(OMRON)公司CPM2A-40CDR-A的PLC作為主控單元毁靶。其輸入點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn),輸出點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)。該P(yáng)LC具有體積小,重量輕,運(yùn)行可靠,保護(hù)方便等特點(diǎn)逊移。系統(tǒng)除了基本的開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出外,還配有模擬量的輸入/輸出擴(kuò)展單元预吆。模擬量輸入單元用于接收Pt100熱電阻溫度信號(hào),模擬量輸出單元控制變頻器輸出頻率,實(shí)時(shí)檢測(cè)全部模擬信號(hào),進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換,并與設(shè)定的上下值比較,開(kāi)關(guān)量單元用于控制電機(jī)的啟停,故障的報(bào)警等。PLC的I/O分配和功能如圖1所示胳泉。

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