PLC的壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（崔韶鵬　河南省滎陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心）

PLC的壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（崔韶鵬河南省滎陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心）

本研究結(jié)合壓力表檢定的需要，結(jié)合PLC技術(shù)對(duì)自動(dòng)檢定系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在通過自動(dòng)檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，促使壓力表檢定效率和準(zhǔn)確性均能夠得到有效提升。

PLC；壓力表；自動(dòng)檢定系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

壓力儀表是一種應(yīng)用非常廣泛的儀器，在對(duì)其進(jìn)行檢定時(shí)，多采取較為傳統(tǒng)的檢定方法，而這種落后的檢定方法，在面對(duì)龐大的檢定工作量時(shí)，很難提高檢定效率，同時(shí)檢定的準(zhǔn)確性也大打折扣[1]。為此，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)檢定系統(tǒng)，提高檢定效率和準(zhǔn)確性具有非常重要的意義。鑒于此，本文根據(jù)《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》[2]的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1　主要功能

（1）可非常精確的進(jìn)行自行造壓，并使降壓或者升壓到達(dá)檢定點(diǎn)，不需要任何人工微調(diào)或者打壓；

（2）微機(jī)采集檢定系統(tǒng)的壓力值以及動(dòng)態(tài)情況；

（3）自動(dòng)對(duì)檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并對(duì)檢定記錄相關(guān)信息進(jìn)行儲(chǔ)備，以便能夠后期查詢所需；

（4）可自動(dòng)進(jìn)行誤差值的計(jì)算，數(shù)據(jù)的收集，輕敲位移；

（5）可對(duì)檢定結(jié)果與規(guī)定允許的誤差范圍進(jìn)行比較，可對(duì)壓力表的合格與否進(jìn)行判斷，并打印檢定報(bào)告，無需進(jìn)行手工采樣，可根據(jù)結(jié)果自行完成數(shù)據(jù)表的填寫。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)主要由油杯、傳動(dòng)齒輪裝置、標(biāo)準(zhǔn)壓力表以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等組合而成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，見圖1。

系統(tǒng)主要通過步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞壓力泵的帶動(dòng)，并通過這種方式實(shí)現(xiàn)造壓，其主要目的是為了使造壓的速度得到提升，以便能夠更好的適應(yīng)多臺(tái)表同時(shí)進(jìn)行檢定時(shí)的需要。在進(jìn)行檢定期間，經(jīng)由PLC給予相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使兩臺(tái)電極分別進(jìn)行活塞加壓和造壓準(zhǔn)備。在對(duì)多塊壓力儀表進(jìn)行同時(shí)檢定時(shí)，微機(jī)系統(tǒng)可經(jīng)由PLC控制系統(tǒng)實(shí)施交替造壓。在進(jìn)行交替換泵的期間，系統(tǒng)可將造壓油路間與被檢表油路之間的聯(lián)系切斷，當(dāng)完成換泵滯后，并且壓力逐漸恢復(fù)后，即可將電磁閥打開，通過這種方式，即可使在進(jìn)行換泵期間出現(xiàn)的系統(tǒng)壓力波動(dòng)消除[3]。通過這種方式不僅能夠提高造壓速度，同時(shí)還可避免過大沖擊，同時(shí)還利于靜態(tài)壓力快速性、高精度性的提升。

圖1　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.2步進(jìn)電機(jī)與PLC電氣連接

本系統(tǒng)采用三相混合式5.8A作為步進(jìn)電機(jī)，該電機(jī)主要為交流伺服控制原理，并采用三相正玄電流來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)每向前移動(dòng)1mm，即可表示向前移動(dòng)100道。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用5.8A等角度恒力矩細(xì)分型，電流＜5.8A，電壓為DC12-40V，外徑為42-86mm。該驅(qū)動(dòng)器在內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)，主要采取類似伺服控制原理的電路，該電機(jī)在運(yùn)行的過程中，以低速平穩(wěn)運(yùn)行，基本上不存在有噪音和震動(dòng)的現(xiàn)象，電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了五相混合式和二相混合式步進(jìn)電機(jī)。其定位精度在最佳狀態(tài)時(shí)，可以達(dá)到6000脈沖/轉(zhuǎn)。設(shè)置16檔等角恒力矩細(xì)分，最高分辨率為6000脈沖/轉(zhuǎn)，運(yùn)用獨(dú)特的控制電路，其反應(yīng)頻率最高只能夠達(dá)到200kpps。當(dāng)步進(jìn)脈沖的停止時(shí)間超出了100ms之后，線圈電流即可自動(dòng)對(duì)雙極恒流斬波方進(jìn)行酌情減半。

采用歐母龍CP1H-XA40DR-A作為PLC，該P(yáng)LC屬于經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，技術(shù)參數(shù)主要為：IO點(diǎn)：40點(diǎn)，其中16點(diǎn)為輸出點(diǎn)，另24點(diǎn)為輸入點(diǎn)，輸出的格式主要為晶體管或者繼電器輸出，內(nèi)置模擬量為2CH輸出功能和4CH輸入功能；工作電壓：220V（AC）；分辨率：12000或6000；電壓輸入信號(hào)：1-5V(DC)。

表1　可編程控制器寄存器與組態(tài)王的變量對(duì)應(yīng)關(guān)系

3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

采用組態(tài)王Kingview6.55自動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由亞控科技結(jié)合自動(dòng)化發(fā)展所需，研發(fā)出來的一種用于Windows系統(tǒng)的軟件，該平臺(tái)可對(duì)生產(chǎn)期間，產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，分析和管理，是企業(yè)有效獲取信息的重要方法[4]。通過該系統(tǒng)的運(yùn)用可及時(shí)作出相應(yīng)的反應(yīng)，從而達(dá)到優(yōu)化結(jié)果的目的。

3.1.1設(shè)備設(shè)置及通訊參數(shù)

（1）設(shè)備設(shè)置：設(shè)備邏輯：PLC；設(shè)備：OmronHostlink；通信方式：串口（COM1或COM2）設(shè)備地址：1。

（2）通訊參數(shù)：數(shù)據(jù)位：8；波特率設(shè)置：

14400；通信方式：RS232方式；停止位：1位，2位；奇偶效驗(yàn)：無；通信超時(shí)：5000ms。3.1.2變量設(shè)置詳見表1。

3.2檢定記錄表設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)要求，對(duì)記錄表進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠被填入到相應(yīng)的位置。在完成任務(wù)時(shí)，如圖2所示完成記錄表填寫。

圖2　檢定記錄表填寫

4　結(jié)論

在對(duì)壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要運(yùn)用了PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件技術(shù)，其能夠使壓力表示值的自動(dòng)檢定問題得到有效解決，通過這種方式可有效減輕工作量，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定，避免人為操作過程中出現(xiàn)的誤差，最大程度上提高了檢定準(zhǔn)確性和檢定效率。

[1]周兵.壓力表自動(dòng)檢定儀的設(shè)計(jì)[J].上海計(jì)量測(cè)試，2011，(1)：21-22.

[2]徐利明，劉志壯，張笑.壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2013，(7)：138-141.

[3]辜衛(wèi)國，王平均.智能壓力表檢定儀的設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2012，(25)：167.

[4]劉璽.壓力儀表校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2012，(5)：219-220.