工控機(jī)在提灌站軟起動(dòng)控制裝置測(cè)試中的應(yīng)用

□黃天偉李光輝李慶劉波蔣輝霞

（1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院；2.資陽(yáng)市雁江區(qū)保和鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心）

工控機(jī)在提灌站軟起動(dòng)控制裝置測(cè)試中的應(yīng)用

□黃天偉1李光輝1李慶2劉波1蔣輝霞1

（1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院；2.資陽(yáng)市雁江區(qū)保和鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心）

四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)了四川省科技廳的“農(nóng)用提灌站晶閘管軟起動(dòng)控制裝置生產(chǎn)及推廣應(yīng)用”轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目。項(xiàng)目要求：形成10個(gè)規(guī)格型號(hào)的農(nóng)用提灌站晶閘管軟起動(dòng)控制裝置定型產(chǎn)品并推廣應(yīng)用；同時(shí)需完成生產(chǎn)能力建設(shè)和檢測(cè)手段建設(shè)。

為完善軟起動(dòng)控制裝置的檢測(cè)手段，需要建立一套性能可靠，準(zhǔn)確率高，操作簡(jiǎn)便的檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集軟起動(dòng)控制裝置起動(dòng)和運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，記錄繪制起動(dòng)運(yùn)行曲線，作為提灌站軟起動(dòng)裝置合格與否的判斷依據(jù)。

1 方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括：嵌入式工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集傳感器、PLC可編程控制器、顯示器等。嵌入式工控機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件之一，承擔(dān)著數(shù)據(jù)交換和人機(jī)交互的重要工作。該系統(tǒng)選擇了UFO6377H-833-4C型嵌入式無(wú)風(fēng)扇工控機(jī)。該機(jī)采用了無(wú)縫式設(shè)計(jì)，有很好的防塵、防潮和散熱效果，硬盤采用防震設(shè)計(jì)，為數(shù)據(jù)的安全提供保障，而且該機(jī)接口豐富，可連接眾多的USB、串口、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持Windows XP和Windows CE等計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。

傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)傳遞給PLC，PLC與嵌入式工控機(jī)通過(guò)RS232通訊線進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)的交互使用。嵌入式工控機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，轉(zhuǎn)化成曲線，并將整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況在顯示器上實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)組成如圖1所示。

2 組態(tài)軟件選擇

目前可選的組態(tài)工控軟件比較多，如Winderware公司的Intouch、LTC公司的Labtech Control、National Instrument公司的Lab VIEW等等。在設(shè)計(jì)中，選擇了力控組態(tài)軟件，其具有以下幾方面的特點(diǎn)：與硬件的兼容性比較好，可免于開(kāi)發(fā)針對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)程序；結(jié)構(gòu)開(kāi)放，可支持眾多生產(chǎn)廠家提供的硬件平臺(tái)，允許用戶自行編制針對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)程序，增強(qiáng)了組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)靈活性；可與其他應(yīng)用程序進(jìn)行信息交換，為用戶編制自己的信息處理程序提供了便利；價(jià)格適中，功能豐富，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái)方案圖

圖2工控軟件模塊結(jié)構(gòu)圖

表1農(nóng)用提灌站軟起動(dòng)控制裝置測(cè)試平臺(tái)運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

圖345kW軟起動(dòng)控制裝置空載V-t曲線試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖

3 測(cè)試平臺(tái)運(yùn)行試驗(yàn)

在完成全部硬件組裝和組態(tài)軟件編程基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。測(cè)試對(duì)象選擇一臺(tái)45kW農(nóng)用提灌站軟起動(dòng)控制裝置。初始電壓設(shè)置為160V，起動(dòng)全過(guò)程時(shí)間設(shè)置為30s，每5s記錄一次起動(dòng)電壓，共測(cè)6組，重復(fù)進(jìn)行3次，與平臺(tái)記錄的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證其數(shù)據(jù)有效性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

在平臺(tái)記錄的數(shù)據(jù)曲線上按對(duì)比數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，繪制對(duì)比曲線，如圖3所示。

從表1所示3次結(jié)果看，采用嵌入式工控機(jī)的測(cè)試平臺(tái)，能按程序設(shè)計(jì)的要求，記錄軟起動(dòng)控制裝置在起動(dòng)階段的電壓變化情況。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，平臺(tái)記錄的數(shù)據(jù)繪制的曲線平滑度好于手動(dòng)數(shù)據(jù)繪制的曲線，人工讀數(shù)與平臺(tái)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)相比，誤差更大。采用該套測(cè)試方案與人工測(cè)試的數(shù)據(jù)十分接近，能基本準(zhǔn)確地測(cè)量所需要的數(shù)據(jù)，但是平臺(tái)的測(cè)試數(shù)據(jù)精度有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

在本項(xiàng)目中，將嵌入式無(wú)風(fēng)扇工控機(jī)作為測(cè)試平臺(tái)的核心部件之一，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互控制，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，數(shù)據(jù)記錄運(yùn)算等功能。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)看出，測(cè)試系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理，形成曲線，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工，提升了整個(gè)測(cè)試平臺(tái)的性能和自動(dòng)化水平。

[1]葉昆，陸培仁.基于IPC工控機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集[A]，西部廣播電視，2004第8期：58-60頁(yè).

[2]連廣宇，劉喜平，溫維明，張孝平.IPC工控機(jī)上測(cè)控軟件設(shè)計(jì)的一種方法[A],測(cè)控技術(shù)，1997年第16卷第2期：35-37.

四川省科技廳“農(nóng)用提灌站晶閘管軟起動(dòng)控制裝置生產(chǎn)及推廣應(yīng)用”轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目。（10010203）