在一些電子部件產(chǎn)品測試時茴丰，早先很多生產(chǎn)廠家都使用繼電接觸控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由分立元件組成天吓，由于線路簡單贿肩，元件控制精度不高，加上抗干擾能力級差，所以運行不夠穩(wěn)定汰规，誤動作頻繁汤功，使產(chǎn)品的測試和分析不準確。
　　
    　隨著現(xiàn)代工藝的高精度要求鲁其，為了適應市場需求吟芜，采用可編程控制器對原繼電電氣控制系統(tǒng)進行改造，但由于各PLC廠家硬件模塊和軟件結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)都是專用的耐浙、互不兼容的夯榛，系統(tǒng)各模塊間的交互方式、通信機制也各不相同慢荧，這使得控制系統(tǒng)相對獨立杯岩、彼此封閉。隨著技術(shù)的進步和市場競爭的加劇松奖，這種專用體系結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)越來越暴露了其固有的缺陷测脯。由于基于PC平臺的軟件PLC無需專門的編程器，可充分利用PC機的軟硬件資源赃慰，直接采用梯形圖或語言編程荐多，具有良好的人機界面等優(yōu)點，因此逐漸取代了硬件PLC纪尊，成為研究的熱點候殿。
　　
    1、電氣測試系統(tǒng)原理介紹
　　
    　該壽命測試系統(tǒng)能夠利用定時器控制電子部件產(chǎn)品的動作頻率氮唯，利用計時器來控制動作的次數(shù)鉴吹，基本原理如圖1所示姨伟。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1 電氣測試基本原理

    　PLC使用OMRON CQM1H-CPU11 PLC加上擴展模塊惩琉，其I/O點數(shù)可達26個，可滿足多路測試夺荒，利用控制動作Relay的定時器和負載反饋Relay的定時器時間差進行判斷產(chǎn)品或負載的不良狀態(tài)瞒渠，并對系統(tǒng)進行停機保護，實驗完成后利用產(chǎn)品或負載在機械和電氣方面的特性對其產(chǎn)品進行評價技扼。
　　
    　其中伍玖，遮斷保護、動作Relay和負載反饋Relay都是用PLC內(nèi)部高精度定時器進行控制的剿吻，其原理都是用低電壓控制高電壓窍箍，實現(xiàn)高低壓分離，保証了測試系統(tǒng)的安全性丽旅，這里的遮斷保護用的是Fuji Electric (暫不可見)椰棘。JapanSC-13AA型接觸器，耐壓可達600V榄笙，單觸點額定電流是32A丰倾，動作Relay和負載反饋Relay（也可以用光電耦合或電流互感器）都是用的OMRON的MY系列繼電器助苫。
　　
    　實際用DL750 scoper測量發(fā)現(xiàn)這兩種精度都不是很高，誤差往往有8-10ms齿雕。
　　
    　實際中對產(chǎn)品評價需要很多數(shù)據(jù)条馍，需要測試很多產(chǎn)品，這樣需要多獨立回路赂相，接線走線困難寓鳄，而且會產(chǎn)生寄生電路，所以晋挑，從PLC產(chǎn)品的兼容性及測試成本考慮砍倾，采用目前先進的嵌入式軟PLC技術(shù)，可大大縮短實驗周期并降低成本蒲姥。
　　
    2乎叫、軟PLC技術(shù)
　　
    　傳統(tǒng)的PLC經(jīng)過十幾年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)非常成熟六泞，以高速度语但、高穩(wěn)定性、高性能在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應用急黎，與此同時扎狱，隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，在工程方面逐漸表現(xiàn)出其缺點：傳統(tǒng)的PLC廠商壟斷市場勃教，其產(chǎn)品戶不兼容淤击，缺少明確一致的標準，難以構(gòu)建開放的硬件體系結(jié)構(gòu)故源；各廠商產(chǎn)品的編程方法差別很大污抬，技術(shù)專有性較強，工作人員培訓時間長绳军，造成PLC的性價比增長很緩慢印机。
　　
    　20世紀90年代中期，計算機和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及PLC的國際標準IEC61131的制定门驾，產(chǎn)生了軟PLC技術(shù)射赛，所有"軟PLC技術(shù)"，就是用PC作為硬件支撐平臺奶是，利用軟件實現(xiàn)標準硬件PLC的基本功能楣责，也就是將PLC的控制功能封裝在軟件內(nèi)，運行于PC的環(huán)境中宋泊，以PC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)玻温，同時提供了PLC的相同功能，卻具備了PC的各種優(yōu)點。
　　
    　軟PLC技術(shù)一般由開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)兩個部分組成缓捂。開發(fā)系統(tǒng)運行在PC平臺上洲芥，而運行系統(tǒng)則運行在嵌入式硬件平臺上，一般而言茄妇，嵌入式硬件平臺上都要運行某種嵌入式操作系統(tǒng)昌嘶，比如μC/OS-II、μClinux等晨丸。
　　
    　現(xiàn)代開發(fā)系統(tǒng)的特點一般都是集成化開發(fā)環(huán)境诱榴，界面友好，易于使用云卤。軟PLC嵌入式系統(tǒng)是基于IEC61131國際標準的备则，所以必然要支持其中的幾種語言，系統(tǒng)運行在嵌入式硬件平臺上城也，負責解釋執(zhí)行由開發(fā)系統(tǒng)編譯隐锭、鏈接后產(chǎn)生的目標文件，運行系統(tǒng)一般由運行內(nèi)核计贰、通信接口和系統(tǒng)管理三大部分組成钦睡，其設計和實現(xiàn)精度很高，它的執(zhí)行效率將直接影響到系統(tǒng)在現(xiàn)場控制中的反應速度躁倒。
　　
    3荞怒、嵌入式平臺的虛擬運行系統(tǒng)
　　
    　運行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。系統(tǒng)管理器的主要任務是處理不同任務秧秉、協(xié)調(diào)程序執(zhí)行及從I/O映象讀寫變量褐桌。I/O接口可與本地I/O系統(tǒng)和遠程I/O系統(tǒng)通信。通信接口使運行系統(tǒng)可以與開發(fā)系統(tǒng)或其他設備進行通信象迎。內(nèi)核解釋器是運行系統(tǒng)的核心部分荧嵌，負責解釋執(zhí)行由開發(fā)系統(tǒng)編譯完成的PLC應用程序的目標代碼。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 運行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

    　運行系統(tǒng)可在多種支持平臺上運行挖帘，它通過將數(shù)據(jù)區(qū)和代碼區(qū)分離完丽，實現(xiàn)程序的動態(tài)更新和代碼的高效率動態(tài)下載。
　　
    ∧匆ā（1）在μClinux平臺上實現(xiàn)軟PLC虛擬機實現(xiàn)步驟

1將梯形圖的指令翻譯成宏匯編并建立一個宏庫；
2把用戶編寫的梯形圖程序編譯成中間代碼形式的PLM文件狈报；
3將PLM文件轉(zhuǎn)變?yōu)閰R編程序株矩；
4用匯編器匯編變成功的匯編程序，將解釋執(zhí)行內(nèi)部指令（PLM文件）轉(zhuǎn)換為程序溺剖，匯編成機器碼執(zhí)行碱跃，實現(xiàn)PLC指令機器碼執(zhí)行方案，大大地提高了執(zhí)行速度，同時大大節(jié)約了內(nèi)存空間园湘；
5將PLC指令對應的機器碼移植到嵌入式操作系統(tǒng)中執(zhí)行奴万。
   
　　（2）運行系統(tǒng)的兩大模塊
　　
    　運行系統(tǒng)主要由兩大模塊組成：1）梯形圖到機器碼程序的轉(zhuǎn)換单墓；2）執(zhí)行機器碼文件个荔。每個模塊的功能如下：
　　
    1）梯形圖到機器碼程序的轉(zhuǎn)換。首先把用戶編寫的梯形圖程序編譯成中間代碼形式的PLM文件返工，然后將PLM文件轉(zhuǎn)變?yōu)閰R編程序易贿，最后用匯編器匯編轉(zhuǎn)變成功的匯編程序，產(chǎn)生機器碼從而生成可執(zhí)行的PLE文件嫡纠。
　　
    2）執(zhí)行機器碼文件烦租。將PLE文件嵌入配置好的執(zhí)行環(huán)境中并執(zhí)行，通過工控機的面版指示燈監(jiān)測程序的正確性除盏。
　　
    〔娉鳌（3）虛擬機總體設計
　　
    　根據(jù)虛擬機的原理和執(zhí)行機制，對虛擬機的機器碼執(zhí)行方案進行了總體設計者蠕，如圖3所示赏迟。PLC文件是梯形圖程序的保存文件，通過對PLC文件進行詞法分析蠢棱、語法分析和語義分析編譯產(chǎn)生PLM文件锌杀，然后調(diào)用宏匯編庫，并進行一系列的轉(zhuǎn)換生成機器碼泻仙，產(chǎn)生PLE文件糕再；最后創(chuàng)建機器運行環(huán)境來執(zhí)行機器碼，宏匯編庫中是每個梯形圖指令對應的宏匯編段玉转。

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖3 虛擬運行總體設計框圖

    ⊥幌搿（4）交叉開發(fā)調(diào)試算法研究
　 
    　非嵌入式通常采用本機開發(fā)、本機調(diào)試究抓、本機運行的開發(fā)方式侄侨；而嵌入式開發(fā)需要交叉開發(fā)，絕大多數(shù)采用宿主機開發(fā)肚微、宿主機和目標機之間交叉調(diào)試气凫、目標機運行的方式開發(fā)。
　　
    　交叉開發(fā)調(diào)試算法：

1在宿主機平臺上編寫程序代碼旭眼；
2固化監(jiān)控器至目標機上市协；
3連接宿主機和目標機；
4編譯鏈接應用程序料害，生成可執(zhí)行代碼瞬芒；
5將可執(zhí)行代碼下載到目標機凯辆；
6使用交叉調(diào)試器進行調(diào)試；
7如果程序調(diào)試沒有發(fā)現(xiàn)異常接吠，轉(zhuǎn)至11）宜裂；
8調(diào)試程序時發(fā)生錯誤，利用交叉調(diào)試器定位錯誤缕圣；
9修改錯誤代碼掀哎；
10重復4）-10）；
11將目標機程序固化在目標機上呀邢。

4洒沦、嵌入式軟PLC改造后的控制系統(tǒng)
　　
    　以測試繼電器TV5實驗為例。其要求如下：每次測試5個繼電器价淌，每個繼電器的動作頻率是5s開申眼，5s關(guān)。根據(jù)要求蝉衣，試驗最好的結(jié)果是每個繼電器用6個TV負載括尸，即每個TV負載是5s開，55s管病毡。輸入點有：開關(guān)濒翻，檢出，復位M個啦膜，停止次數(shù)設定量N次有送，動作頻率設定L個，常開/觸點轉(zhuǎn)換僧家。其中雀摘，M=測試產(chǎn)品個數(shù)，N侦演、L個數(shù)由實際需要確定编喊。其算法如下：

設定一個循環(huán)周期，使累積誤差最凶蟪贰潭均；
在循環(huán)周期內(nèi)設計動作時間和動作頻率，以及動作次數(shù)三二；
設計相關(guān)聯(lián)動号找、互鎖、緊急停車和復位等功能药炊；
執(zhí)行動作與反饋根據(jù)產(chǎn)品相關(guān)標準進行比較牧返，判定結(jié)果和設定中斷程序。
    　采用模塊化程序設計編程变跃，各模塊均由主程序調(diào)用弥铸，且為了程序不出誤動作，還要考慮電流諧波和沖擊對高電源的要求瘪决。用了算法優(yōu)化設計脸候，5個繼電器每隔2s一個動作，5個剛好10s绑蔫。其中一個動作頻率程序如下：

與之對應的動作如下：

 該程序檢出判斷程序如下：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖4 TV負荷電壓電流波形

    　由圖4可知：啟動時突入電流最大值約為55A运沦，突入時間約為54ms，定常為8A配深。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖5 電機電壓和電流波形

    　由圖5可知：電流滯后電壓約為0.9ms携添，其功率因素為0.96。
　　
    　實驗結(jié)果與測試要求基本一致篓叶。如果不采用優(yōu)化算法程序設計烈掠，則對電源要求很高，所以該控制系統(tǒng)可以應用實現(xiàn)缸托，無形中降低了成本左敌。
　　
    　5、改進后優(yōu)點和維護
　　
    　很明顯俐镐，經(jīng)過以上改進后有以下優(yōu)勢：

使用PLC后通用性大大提高矫限，改進了以前單一PLC，并縮短了工作人員的培訓周期佩抹；
用嵌入式軟PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬PLC叼风，外部線路簡化；
模塊化可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)飒晴，方便地增加和改變控制功能威众；
PLC可進行故障自動檢測和報警顯示，提高運行安全性泵易，且便于檢修干蒸；
便于群控制，提高運行效率碴厂；
更改控制方案時無需改動外部線路讥蚯。
   
　　測試及維護需注意的事項：

1為了提高系統(tǒng)效率并降低開銷，盡量少用I/O刮盗；
2要有緊急停車和適當聯(lián)鎖按鈕環(huán)節(jié)犬耀；
3輸入和輸出不能用同一電纜線；
4直流電感性負載并聯(lián)浪涌二極管书县，以延長觸點的使用壽命把鹊；交流感性負載并聯(lián)電容吸收器以降低噪聲。
　　為保證控制系統(tǒng)工作的可靠性叉屠，做好接地伏尼、防塵忿檩、訪油、防輻射工作爆阶。
　　
    　結(jié)語
　　
    　此系統(tǒng)可用于繼電器燥透、馬達、電感辨图、充電器等產(chǎn)品的測試班套。改進后仍存在以下幾點缺陷：其一，如果負載斷路故河，其本身并不能檢測和保護吱韭；如果負載短路，產(chǎn)品在短時間內(nèi)產(chǎn)生過電流鱼的，會造成產(chǎn)品破壞甚至威脅人身安全理盆。其二，數(shù)據(jù)采集不全鸳吸，不能實時監(jiān)控熏挎。利用電流計可以彌補第一點的不足；采用數(shù)據(jù)采集卡可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集晌砾。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)障昆，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責衫荒，也不構(gòu)成任何其他建議盲陨。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳液啃，對此類作品本站僅提供交流平臺岂便，不為其版權(quán)負責。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻墨仰、圖片深刁、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知拯耿，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容贪类，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn射粹。