基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉建梅 章強(qiáng)

摘 要：現(xiàn)代武器裝備正逐步向精密化、自動(dòng)化、電子化方向發(fā)展。電子系統(tǒng)一旦失效，將對(duì)武器裝備的使用和戰(zhàn)斗力的發(fā)揮產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，有必要推廣使用一套通用的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的高效、自動(dòng)檢測(cè)，從而始終滿足電子設(shè)備的需求。

關(guān)鍵詞：PLC;電子裝備;自動(dòng)測(cè)試;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1氣源處理裝置設(shè)計(jì)

在基于PLC的電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，PLC作為最基本的設(shè)備，是氣源處理裝置的主要組成部分。在某些特殊情況下，電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生冷凝液和雜質(zhì)，嚴(yán)重影響測(cè)試過程的準(zhǔn)確性。該氣源處理裝置可以去除電子設(shè)備中影響誤差的物質(zhì)，調(diào)節(jié)電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的恒定工作壓力。過濾器的水位對(duì)氣源裝置的穩(wěn)定性起著重要的作用。當(dāng)水位超過標(biāo)記的安全位置時(shí)，工人需要排放裝置中的氣體。為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查是非常重要的。

1.2物料檢測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)

通過材料檢測(cè)傳感器裝置，可以檢測(cè)電子設(shè)備中的多種材料，并對(duì)電子設(shè)備中的組成材料進(jìn)行識(shí)別和判斷。以金屬耐磨塊為基礎(chǔ)，很好地解決了電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的材料混淆問題?；赑LC對(duì)物料檢測(cè)傳感器的反饋，進(jìn)行物料檢測(cè)操作。通過GPIB電纜傳輸電源后，形成高頻振蕩電路，產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。當(dāng)金屬材料吸收高頻振動(dòng)渦流時(shí)，會(huì)削弱自動(dòng)測(cè)試產(chǎn)生的電信號(hào)，并掌握功率放大的時(shí)間，輸出測(cè)試電子設(shè)備的電信號(hào)。根據(jù)這一原理，設(shè)計(jì)了材料檢測(cè)傳感器。

1.3電子設(shè)備中PLC裝置的選擇

在配備硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試過程的控制要求，PLC設(shè)備需要采用特定的操作模式。在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各種硬件在電信號(hào)的傳輸上都有共同點(diǎn)，因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用西門子PLC設(shè)備，主機(jī)型號(hào)為fx3n-65mr，完成PLC設(shè)備的選型。

2 基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1構(gòu)建電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

在數(shù)據(jù)庫平臺(tái)中，以O(shè)DBC連接的方式，建立自動(dòng)測(cè)試過程中的數(shù)據(jù)庫表，實(shí)際構(gòu)建時(shí)選擇系統(tǒng)中是SignalTest數(shù)據(jù)庫，選擇ODBC中的用戶DSN創(chuàng)建，將SignalTest數(shù)據(jù)表顯示出來。其次定義Access2012系統(tǒng)中相應(yīng)的類，將SignalTest數(shù)據(jù)表指針建立出來，選取其中的CDATASET類，使SignalTest數(shù)據(jù)表中的每個(gè)數(shù)據(jù)與其相呼應(yīng)，創(chuàng)立一個(gè)具體對(duì)象m_dataset，在數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)下，那么其在類中可表示為（CDATASET*）m_pest。

根據(jù)指針的位置指向，由于（CDATASET*）m_pest始終指向SignalTest數(shù)據(jù)表中的某一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，為使電信號(hào)特征參數(shù)值與SignalTest數(shù)據(jù)表存在一定聯(lián)系，可以用指針控制數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)改變情況，從而完成對(duì)電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。

2.2基于PLC的電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

I/O軟件可以處理計(jì)算機(jī)與西門子PLC之間的信號(hào)通信問題，使兩者之間的命令和數(shù)據(jù)能夠正常傳輸。在系統(tǒng)編程時(shí)，I/O軟件中的函數(shù)庫可以用visa庫來命名。Visa庫定義了測(cè)試過程中的相關(guān)規(guī)范，并能將PLC與計(jì)算機(jī)上的I/O軟件連接起來，使PLC能得到計(jì)算機(jī)的有效控制，更好地實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試。測(cè)試主要調(diào)用PLC端口的功能，利用計(jì)算機(jī)上的I/O軟件處理visa庫的功能。

PLC設(shè)備由I/O軟件控制，電子設(shè)備由勵(lì)磁源模塊激勵(lì)自動(dòng)測(cè)試，各模塊協(xié)調(diào)解決問題，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。基于PLC，實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)研究

3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了研究基于PLC的電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)方法的區(qū)別，以電子設(shè)備的測(cè)試時(shí)間為評(píng)價(jià)指標(biāo)。以基于PLC的電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)組，以傳統(tǒng)方法為實(shí)驗(yàn)控制組。選擇兩臺(tái)配置相同的計(jì)算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備。將130臺(tái)電子設(shè)備的基本信息輸入兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備，以相同數(shù)量的電子設(shè)備為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。通過設(shè)置參數(shù)，將虛擬設(shè)備中的電子設(shè)備設(shè)置為長(zhǎng)寬高2.5m的立方體，重量設(shè)置為10kg。在測(cè)試過程中，在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上隨機(jī)測(cè)試一定數(shù)量的電子設(shè)備，采用兩種方法完成電子設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試，從而研究?jī)煞N方法對(duì)電子設(shè)備的測(cè)試時(shí)間。

3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)，在計(jì)算機(jī)上對(duì)電子裝備隨機(jī)測(cè)試，所得的測(cè)試結(jié)果如下表1與表2所示。

由上表1和表2可知，在電子裝備總數(shù)相同的情況下，編號(hào)4所抽取的測(cè)試數(shù)最多，為125個(gè)，此時(shí)基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)所用的時(shí)間為12s，傳統(tǒng)方法所用的時(shí)間為18s，傳統(tǒng)方法比基于PLC的設(shè)計(jì)方法多用了3s;編號(hào)2所抽取的測(cè)試數(shù)最少，為120個(gè)，此時(shí)基于PLC的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)所用的時(shí)間為8s，傳統(tǒng)方法所用的時(shí)間為16s，傳統(tǒng)方法比基于PLC的設(shè)計(jì)方法多用了8s。綜上所述，傳統(tǒng)方法在測(cè)試電子裝備時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間更多。

結(jié)論

通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在識(shí)別和預(yù)測(cè)電子設(shè)備故障、提供故障診斷和維修信息等方面發(fā)揮著重要作用。通過對(duì)通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟硬件體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，為下一步自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)功能的豐富和效率的提高提供技術(shù)支持，有效提升我國通用自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的綜合實(shí)力。

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作者簡(jiǎn)介：

劉建梅（1990—），女，河北唐山人，碩士，工程師，主要研究方向：航空航天地面保障裝備電子設(shè)備維修與研發(fā)。