藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【18張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書+外文翻譯】

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

46頁 20000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+18張CAD圖紙【詳情如下】

AD轉(zhuǎn)換過程.dwg

VA11簡圖.dwg

不同軸的主要情形.dwg

不平衡與不對(duì)中變化形式.dwg

不平衡的振動(dòng)頻譜.dwg

任務(wù)書.doc

信號(hào)復(fù)原.dwg

偏態(tài)和峭度.dwg

外文翻譯--平面度測(cè)量.doc

總圖.dwg

概率密度函數(shù)的定義.dwg

模擬信號(hào)數(shù)字處理過程.dwg

正弦函數(shù).dwg

測(cè)診系統(tǒng)組成框圖.dwg

混頻現(xiàn)象.dwg

激振力.dwg

激振力1.dwg

相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn).dwg

離散傅里葉變換的圖解分析.dwg

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc

試驗(yàn)臺(tái)簡圖.dwg

幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目  錄

中文摘要 I

英文摘要 II

1  緒論 1

1.1測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 1

1.2  課題設(shè)計(jì)背景簡介 1

1.3  本課題完成的主要工作 2

2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì) 3

2．1  系統(tǒng)方案論證 3

2.1.1  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3

2.1.2  系統(tǒng)方案選擇 4

2.2  系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6

3  硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8

3.1 系統(tǒng)I/O分析 8

3.2  硬件系統(tǒng)主要設(shè)備及元器件選擇 9

3.2.1  S7-200PLC CPU及擴(kuò)展模塊的選用 9

3.2.2  電動(dòng)閥的選用 10

3.2.3  壓力傳感器的選用 11

3.3  硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12

4  系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 13

4.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 13

4.2  系統(tǒng)的框架和工作過程 13

4.3 PLC系統(tǒng)I/O地址分配 15

4.4 部分關(guān)鍵程序的設(shè)計(jì) 20

4.4.1  模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換 20

4.4.2  模擬量值處理程序 23

5  系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24

5.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的的功能 24

5.2  系統(tǒng)的框架和工作過程 25

6  系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 30

6.1  硬件調(diào)試及結(jié)果分析 30

6.2  聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果分析 32

7  結(jié)論 34

致謝 35

參考文獻(xiàn) 36

摘    要

本課題主要完成的是藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)試裝置的整體設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)課題的提出和要求進(jìn)行了簡介，然后對(duì)其控制方案進(jìn)行了論證。隨后從硬件和上、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。在控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，給出了詳細(xì)的硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖和電氣原理圖，并對(duì)主要設(shè)備及元器件進(jìn)行了選擇；軟件設(shè)計(jì)分兩大部分?jǐn)⑹?，在控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)部分，給出了詳細(xì)的軟件結(jié)構(gòu)，并對(duì)典型環(huán)節(jié)的程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析討論；在程序部分，對(duì)組態(tài)程序畫面的程序設(shè)計(jì)即實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了全方位的介紹。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，對(duì)其進(jìn)行了簡單的調(diào)試，對(duì)試驗(yàn)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題和結(jié)果進(jìn)行了分析討論。結(jié)果證明，本設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本合理，能夠完成對(duì)藥筒幾何誤差氣密性測(cè)試的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)閥；氣密性；可編邏輯控制器；力控

ABSTRACT

The main issue is the complete PLC control system based on pressure vessels leak test device's overall design. This article first raised the subject and requirements of the profile, then its control program were demonstrated. Then from the hardware and on the lower computer system was introduced. In the control system hardware design, gives a detailed chart of the hardware systems and electrical schematics, and major equipment and components were selected; software design partial description of two parts, the next position control system design part of the program, to out a detailed software architecture, and typical programming session were discussed; in some PC programs on the configuration screen of the programming process to achieve the functionality of the full presentation. 

    In the system design is complete, its for a simple debugging, debugging of the test problems and results are discussed. The results show that the design of hardware and software system design is rational, the pressure to complete the task of testing airtight container

KEY WORDS：electric valve，programmable Logic Controller，F(xiàn)orce control 

1  緒論

本課題藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于當(dāng)今航空航天領(lǐng)域中對(duì)于航天器材的耐壓性和密封性檢測(cè)而提出的，特別是在軍事工業(yè)檢測(cè)控制需求的基礎(chǔ)上提出的。課題起初的提出是為了檢測(cè)戰(zhàn)斗機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射的作動(dòng)筒的耐壓性和密封性，但是試驗(yàn)證明對(duì)于其它普通器件檢測(cè)也完全能達(dá)到要求，因此它也具有通用性。為了把壓力元件測(cè)試過程及控制系統(tǒng)的流程更系統(tǒng)全面的展示給大家，特介紹如下。

1.1測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

藥筒幾何誤差測(cè)試是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題，它與測(cè)試系統(tǒng)的精密測(cè)試、人身安全、設(shè)備安全、仿真模擬、通用測(cè)試以及PLC與組態(tài)的綜合利用等技術(shù)問題有密切的關(guān)系，也是人們利用力控軟件為實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，具有理論研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)密切結(jié)合的特點(diǎn)，因而是力控軟件與PLC應(yīng)用實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本技術(shù)應(yīng)用。

藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控也一直是電子工作者十分關(guān)注的課題之一，藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控的設(shè)計(jì)必須與整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，必須全面考慮其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。隨著PLC電子技術(shù)的迅速發(fā)展和工控質(zhì)量要求的提高，選擇一種有效的藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控應(yīng)經(jīng)成為十分必要的。

1.2  課題設(shè)計(jì)背景簡介

本課題的提出是為了解決航天軍工中對(duì)于多個(gè)藥筒幾何誤差在同一壓力值下同時(shí)測(cè)試和對(duì)同一個(gè)容器進(jìn)行不同壓力值的測(cè)試。具體要求是同時(shí)可以進(jìn)行5個(gè)以上的作動(dòng)筒密封性檢測(cè)；同時(shí)可以進(jìn)行5個(gè)以上的產(chǎn)品密封性檢測(cè)；試驗(yàn)進(jìn)行過程具備可靠的安全保護(hù)功能；能夠精確測(cè)試壓力范圍在0.1～35MPa的各種產(chǎn)品的密封性試驗(yàn)、耐壓性試驗(yàn)。對(duì)于耐壓性要求氣路系統(tǒng)分別充壓30Mpa，保壓10min檢測(cè)無明顯泄漏。充壓15Mpa± 0.2Mpa，保壓24h檢測(cè)壓力泄漏不大于1Mpa。

藥筒幾何誤差氣密性測(cè)試及監(jiān)控的確定是一個(gè)系統(tǒng)工程、不同地區(qū)、工業(yè)控制、不同發(fā)展階段和不同測(cè)試對(duì)象，考慮的側(cè)重點(diǎn)不同。是針對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的軍用藥筒幾何誤差產(chǎn)品性能測(cè)試要求而設(shè)計(jì)的，它與一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比有幾個(gè)特別之處。其一，高壓氣源從管道一端流進(jìn)，大約8秒鐘測(cè)試完畢一次，要求采集速率為5次/秒以上；其二，由于藥筒幾何誤差產(chǎn)品眾多，分門別類設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)不太現(xiàn)實(shí)，另行設(shè)計(jì)一個(gè)通用的測(cè)試平臺(tái)；其三，測(cè)試介質(zhì)壓力極高給設(shè)備選型帶來一定的困難，特別是適合高壓的電控調(diào)節(jié)閥的選型非常困難，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，把高壓手動(dòng)調(diào)節(jié)閥改成了電控調(diào)節(jié)閥。

工作人員把需要測(cè)試的閥安裝到測(cè)試平臺(tái)上，調(diào)節(jié)各個(gè)開關(guān)設(shè)置。檢查整個(gè)控制電路。 檢查PLC設(shè)置與力控軟件。輸入密碼或者直接使用，可以根據(jù)用戶要求選擇。當(dāng)我們確定無誤后，可以執(zhí)行以下操作：

(1)．打開開始按鈕，進(jìn)入運(yùn)行程序。 

(2)．若無報(bào)警，調(diào)節(jié)控制閥開度，可以直接由鍵盤輸入。

(3)．按下顯示曲線按鈕，生成曲線。

(4)．觀察曲線，判斷測(cè)試閥是否合格。

整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，我們把整個(gè)控制系統(tǒng)由S7-200 PLC控制，電機(jī)的脈沖控制由按鈕產(chǎn)生。電機(jī)所轉(zhuǎn)的脈沖經(jīng)過編碼器采集，脈沖數(shù)在程序中有高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。調(diào)節(jié)目標(biāo)由鍵盤人為輸入控制。組態(tài)系統(tǒng)由力控軟件和自己購買的元器件打架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合各個(gè)元器件的共同云霞下實(shí)現(xiàn)藥筒幾何誤差。本系統(tǒng)硬件部分由工控機(jī)（IPC）、PLC CPU-224及其他電氣元件組成，全部裝配到一個(gè)電氣控制柜中。系統(tǒng)需要采集的信號(hào)包括8個(gè)模擬量和多個(gè)數(shù)字量，前后壓力變送器及流量計(jì)信號(hào)全部接入EM231中，PLC完成調(diào)節(jié)閥開度的自調(diào)節(jié)，并且采集一路壓力信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)操作靈活，方便。

藥筒幾何誤差裝置的實(shí)用性和方便性已經(jīng)使廣大的消費(fèi)者既超越了現(xiàn)在所面臨的經(jīng)濟(jì)和知識(shí)門檻，又享受到了全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的方便和快捷。因此藥筒幾何誤差平臺(tái)有著巨大的潛在市場(chǎng)，有待我們進(jìn)一步開發(fā)和培育。因此基于藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)有效的，方便的，可實(shí)施的系統(tǒng)。下面將提供一個(gè)關(guān)于基于藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的可行的設(shè)計(jì)方案。

1.3  本課題完成的主要工作

本課題主要完成的任務(wù)是：第一，依照課題的技術(shù)要求對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行論證，并初步形成一個(gè)總體的設(shè)計(jì)方案。第二，對(duì)方案中的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)、并對(duì)主要設(shè)備選型，以求達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。第三，對(duì)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，編制。第四，對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件進(jìn)行再開發(fā)，設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)整體要求的平臺(tái)。第五，對(duì)已成型的系統(tǒng)進(jìn)行硬件安裝調(diào)試，和聯(lián)機(jī)調(diào)試，以期達(dá)到事先希望得到的穩(wěn)定的控制任務(wù)。

2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì)

7  結(jié)論

本設(shè)計(jì)是在綜合相關(guān)已有成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)藥筒幾何誤差裝置的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行的研究和開發(fā)。經(jīng)過調(diào)試和改進(jìn)之后，系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了既定的功能，甚至在某些方面還預(yù)留了一些冗余，以備以后在開發(fā)使用。

本課題藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)試裝置的設(shè)計(jì)，在功能上完全達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，在過程順序控制中，完成了以下控制功能：

（1）實(shí)現(xiàn)了在四個(gè)不同壓力范圍下測(cè)試氣密性的要求。

（2）完成了對(duì)5路藥筒幾何誤差耐壓性、密封性按照預(yù)設(shè)的測(cè)試。

根據(jù)工藝設(shè)定的目標(biāo)參數(shù)，由程序自動(dòng)完成試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整的判斷、完成需要的各種控制功能。自動(dòng)控制氣路中相應(yīng)的電動(dòng)閥的開閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制壓力的效果，并可在上顯示生產(chǎn)工藝的各種參數(shù)。

（3） 強(qiáng)大的人機(jī)界面交互功能

在設(shè)置人機(jī)交互畫面，采用高級(jí)語言編寫計(jì)算機(jī)程序界面，可以完成系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整、生產(chǎn)過程控制、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集等主要功能。數(shù)據(jù)的輸入及數(shù)據(jù)的顯示，觀測(cè)方便，操作簡便，界面布局合理、美觀。

（4）具有一定的保護(hù)功能

實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候檢測(cè)各種執(zhí)行部件的工作狀態(tài)，檢測(cè)藥筒幾何誤差的壓力；在實(shí)驗(yàn)的過程中也嚴(yán)格的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行各項(xiàng)操作，一旦出現(xiàn)異常情況自動(dòng)報(bào)警，設(shè)置緊急停止按鈕，一旦出現(xiàn)異常情況，可以隨時(shí)中止系統(tǒng)并退出試驗(yàn)。

系統(tǒng)雖然基本完成了既定的技術(shù)功能，但是，由于設(shè)計(jì)過程時(shí)間較短，以及本人的知識(shí)、技術(shù)水平較為淺薄，因此設(shè)備再某些方面還需進(jìn)一步改進(jìn)，譬如聯(lián)機(jī)反映速度方面。

從設(shè)計(jì)的結(jié)果可以看出,對(duì)于一項(xiàng)工業(yè)控制系統(tǒng)，都包含了多方面的技術(shù)支持。而且對(duì)于任何一項(xiàng)系統(tǒng)只要我們肯努力去探討都可以尋找到更加切實(shí)有效的行使方案，可以使整個(gè)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用再上了一個(gè)新臺(tái)階。所以這必將使工業(yè)控制系統(tǒng)在未來不遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi)朝著更加完善、實(shí)用、全面、健康的方向持續(xù)的發(fā)展。 

致    謝

經(jīng)過半年多的查資料、整理材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、寫作論書，今天終于可以順利的完成說明書最后的謝辭了，想了很久，要寫下這一段謝詞，自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝，四年的努力與付出，隨著論文的完成，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，也宣告結(jié)束。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間讓我對(duì)基于PLC的藥筒幾何誤差控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)讓我對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用有了更深層次的了解。從一開始的課題分析，到元器件的選型和采購，再到硬件的設(shè)計(jì)和軟件的調(diào)試。一路走來，我學(xué)到了很到課本上學(xué)不到的知識(shí)和提高了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅大大提高了模型規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件編程的能力，自身的各方面的素質(zhì)也得到了提高。同時(shí)也培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這次課程設(shè)計(jì)也提高自學(xué)的能力與軟件應(yīng)用能力，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

這半年的時(shí)間，我學(xué)到了許多東西，不但有學(xué)習(xí)方面得，更學(xué)到了許多作人得道理，對(duì)我來講受益非淺．作為一個(gè)即將踏入社會(huì)得年輕人來講，什么都不懂，沒有任何社會(huì)經(jīng)驗(yàn)。這就要求要有一套學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)，遇到問題自己能通過相關(guān)途徑自行解決能力。因?yàn)樵诠ぷ髦杏龅絾栴}各種各樣，并不是每一種情況都能把握。在這個(gè)時(shí)候要想把工作做好一定要有良好的學(xué)習(xí)能力，通過不斷的學(xué)習(xí)從而掌握相應(yīng)技術(shù)，來解決工來中遇到的每一個(gè)問題。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，最需要感謝的是我的指導(dǎo)老師王永華教授，是他的耐心指引讓我眼前一亮，引領(lǐng)我領(lǐng)略到知識(shí)的奇妙，開拓我的視野；是他的平易近人與親切讓我們更懂得如何團(tuán)結(jié)互助；是他給了我們戰(zhàn)勝編程開發(fā)過程中的種種困難的勇氣，是他的諄諄教導(dǎo)帶給我們積極探索的追求。

飲其流時(shí)思其源，成吾學(xué)時(shí)念吾師。在本科學(xué)業(yè)就將完成的時(shí)刻，我謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師王永華教授以及學(xué)院的老師們表示誠摯的謝意和崇高的敬意。大學(xué)之大，不在大樓，而在老師。老師們才高八斗，學(xué)富五車，授我以專業(yè)知識(shí)；老師們高屋建瓴，寧靜致遠(yuǎn)，予我以嚴(yán)謹(jǐn)之邏輯；大師們博聞多識(shí)，學(xué)高身正，是我學(xué)習(xí)的楷模。我祝愿老師們工作順利，再育桃李！在我的周圍總有一群風(fēng)華正茂的有志青年在幫助我，謝謝你們，我的同窗好友，祝愿你們?nèi)f事順意，宏圖大展，前程似錦。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永華．現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（第2版） [M]．北京航空航天大學(xué)出版社，2008

[2] 張鳳珊．電氣控制及可編程序控制器．2版 [M]．北京: 中國輕工業(yè)出版社，2003．

[3] 馬志溪．電氣工程設(shè)計(jì) [M]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[4] 劉增良，劉國亭．電氣工程CAD [M]．北京: 中國水利水電出版社，2002．

[5] 齊占慶，王振臣．電氣控制技術(shù) [M]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[6] 史國生．電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M]．北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2003．

[7] 郁漢琪．電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．南京: 東南大學(xué)出版社，2003．

[8] 張萬忠．可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2001．

[9] 王兆義．小型可編程控制器實(shí)用技術(shù) [M]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[10] 三菱微型可編程控制器手冊(cè) [M]．MITSUBISHI SOCIO-TECH，2003．

[11] 吳曉君，楊向明．電氣控制與可編程控制器應(yīng)用 [M]．北京: 中國建材工業(yè)出版社，2004．

[12] 李道霖．電氣控制與PLC原理及應(yīng)用 [M]．北京: 電子工業(yè)出版社2004．

[13] S7-200 CN可編程序控制器手冊(cè) [M]．西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，2005．

[14] SIEMENS WinCC手冊(cè) [M]．西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，2004．  

[15] 魏艷君．多功能屋面SP板切割機(jī) [J]．機(jī)電一體化，2002

[16] 《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》編寫組．工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)．2版 [M]．北京: 中國電力出版社，1998．

幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 中文摘要 ....................................................................... I 英文摘要 ...................................................................... 緒論 ...................................................................... 1 試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) ..................................................... 1 課題設(shè)計(jì)背景簡介 ...................................................... 1 本課題完成的主要工作 .................................................. 2 2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì) ................................................ 2 2． 1 系統(tǒng)方案論證 .......................................................... 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 .................................................... 3 系統(tǒng)方案選 擇 ...................................................... 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ........................................................... 6 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................ 8 統(tǒng) I/O 分析 ............................................................ 8 硬件系統(tǒng)主要設(shè)備及元器件選擇 ........................................ 9 擴(kuò)展模塊的選用 ................................... 9 電動(dòng)閥的選用 ..................................................... 10 壓力傳感器的選用 ................................................. 11 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................... 12 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ........................................................... 13 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 ....................................................... 13 系統(tǒng)的框架和工作過程 ................................................. 13 統(tǒng) I/O 地址分配 .................................................. 15 分關(guān)鍵程序的設(shè)計(jì) .................................................... 20 模擬量值和 A/D 轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換 ..................................... 20 模擬量值處理程序 ................................................. 23 5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................. 24 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的的功能 ..................................................... 24 系統(tǒng)的框架和工作過程 ................................................. 25 6 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 ................................................... 27 硬件調(diào)試及結(jié)果分析 ................................................... 28 聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果分析 ................................................... 30 7 結(jié)論 ..................................................................... 32 致謝 ........................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ...................................................................... 34 I 摘 要 本 課題 主要 完成的是藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置的整 體 設(shè)計(jì) 。本文首先對(duì)課題的提出和要求進(jìn)行了簡介，然后對(duì)其控制方案進(jìn)行了論證。隨后從硬件和上、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。在控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，給出了詳細(xì)的硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖和電氣原理圖 ，并對(duì)主要設(shè)備及元器件進(jìn)行了選擇；軟件設(shè)計(jì)分兩大部分?jǐn)⑹?，在控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)部分，給出了詳細(xì)的軟件結(jié)構(gòu)，并對(duì)典型環(huán)節(jié)的程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析討論；在程序部分，對(duì)組態(tài)程序畫面的程序設(shè)計(jì)即實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了全方位的介紹。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，對(duì)其進(jìn)行了簡單的調(diào)試，對(duì)試驗(yàn)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題和結(jié)果進(jìn)行了分析討論。結(jié)果證明，本設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本合理，能夠完成對(duì)藥筒幾何誤差氣密性測(cè)試的任務(wù)。 關(guān)鍵詞 ：電動(dòng)閥； 氣密性； 可編邏輯控制器；力控 he is LC on s of on In a of of of to a in C on of to of In is a of of is to of 1 緒論 本課題 藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是基于當(dāng)今航空航天領(lǐng)域中對(duì)于航天器材的耐壓性和密封性檢測(cè)而提出的，特別是在軍事工業(yè)檢測(cè)控制需求的基礎(chǔ)上提出的。課題起初的提出是為了檢測(cè)戰(zhàn)斗機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射的作動(dòng)筒的耐壓性和密封性，但是試驗(yàn)證明對(duì)于其它普通器件檢測(cè)也完全能達(dá)到要求，因此它也具有通用性。為了把壓力元件測(cè)試過程及控制系統(tǒng)的流 程更系統(tǒng)全面的展示給大家，特介紹如下。 試 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 藥筒幾何誤差 測(cè)試是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題，它與測(cè)試系統(tǒng)的精密測(cè)試、人身安全、設(shè)備安全、仿真模擬、通用測(cè)試以及 組態(tài)的綜合利用等技術(shù)問題有密切的關(guān)系，也是人們利用力控軟件為實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，具有理論研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)密切結(jié)合的特點(diǎn)，因而是力控軟件與 用實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本技術(shù)應(yīng)用。 藥筒幾何誤差 工業(yè)監(jiān)控也一直是電子工作者十分關(guān)注的課題之一， 藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控的設(shè)計(jì)必須與整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 必須全面考慮其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。隨著 子技術(shù)的迅速發(fā)展和工控質(zhì)量要求的提高，選擇一種有效的 藥筒幾何誤差 工業(yè)監(jiān)控應(yīng)經(jīng)成為十分必要的。 課題設(shè)計(jì)背景 簡介 本課題的提出是為了解決航天軍工中對(duì)于多個(gè) 藥筒幾何誤差 在同 一 壓力值下同時(shí)測(cè)試和對(duì)同一個(gè)容器進(jìn)行不同壓力值的測(cè)試。具體要求是同時(shí)可以進(jìn)行 5 個(gè)以上的作動(dòng)筒密封性檢測(cè)；同時(shí)可以進(jìn)行 5 個(gè)以上的產(chǎn)品密封性檢測(cè)；試驗(yàn)進(jìn)行過程具備可靠的安全保護(hù)功能；能夠精確測(cè)試壓力范圍在 35各種產(chǎn)品的密封性試驗(yàn)、耐壓性試驗(yàn)。對(duì)于耐壓性要求氣路系統(tǒng)分別充壓 30壓 10測(cè)無明顯泄漏。充壓 15壓 24h 檢測(cè)壓力泄漏不大于 1 藥筒幾何誤差 氣密性測(cè)試及監(jiān)控的確定是一個(gè)系統(tǒng)工程、不同地區(qū)、工業(yè)控制、不同發(fā)展階段和不同測(cè)試對(duì)象，考慮的側(cè)重點(diǎn)不同。是針對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的軍用 藥筒幾何誤差 產(chǎn)品性能測(cè)試要求而設(shè)計(jì)的，它與一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比有幾個(gè)特別之處。其一，高壓氣源從管道一端流進(jìn)，大約 8 秒鐘測(cè)試完畢一次，要求采集速率為 5 次 /秒以上；其二，由于 藥筒幾何誤差 產(chǎn)品眾多，分門別類設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)不太現(xiàn)實(shí)，另行設(shè)計(jì)一個(gè)通用的測(cè)試平臺(tái)；其三，測(cè)試介質(zhì) 壓力極高給設(shè)備選型帶來一定的困難，特別幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是適合高壓的電控調(diào)節(jié)閥的選型非常困難，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，把高壓手動(dòng)調(diào)節(jié)閥改成了電控調(diào)節(jié)閥。 工作人員把需要測(cè)試的閥安裝到測(cè)試平臺(tái)上，調(diào)節(jié)各個(gè)開關(guān)設(shè)置。檢查整個(gè)控制電路。 檢查 置與力控軟件。輸入密碼或者直接使用，可以根據(jù)用戶要求選擇。當(dāng)我們確定無誤后，可以執(zhí)行以下操作： (1)．打開開始按鈕，進(jìn)入運(yùn)行程序。 (2)．若無報(bào)警，調(diào)節(jié)控制閥開度，可以直接由鍵盤輸入。 (3)．按下顯示曲線按鈕，生成曲線。 (4)．觀察曲線，判斷測(cè)試閥是否合格。 整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，我們 把整個(gè)控制系統(tǒng)由 制，電機(jī)的脈沖控制由按鈕產(chǎn)生。電機(jī)所轉(zhuǎn)的脈沖經(jīng)過編碼器采集，脈沖數(shù)在程序中有高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。調(diào)節(jié)目標(biāo)由鍵盤人為輸入控制。組態(tài)系統(tǒng)由力控軟件和自己購買的元器件打架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合各個(gè)元器件的共同云霞下實(shí)現(xiàn) 藥筒幾何誤差 。本系統(tǒng)硬件部分由工控機(jī)（ 其他電氣元件組成，全部裝配到一個(gè)電氣控制柜中。系統(tǒng)需要采集的信號(hào)包括 8 個(gè)模擬量和多個(gè)數(shù)字量，前后壓力變送器及流量計(jì)信號(hào)全部接入 成調(diào)節(jié)閥開度的自調(diào)節(jié)，并且采集一路 壓力 信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)操 作靈活，方便。 藥筒幾何誤差 裝置的實(shí)用性和方便性已經(jīng)使廣大的消費(fèi)者既超越了現(xiàn)在所面臨的經(jīng)濟(jì)和知識(shí)門檻，又享受到了全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的方便和快捷。因此 藥筒幾何誤差 平臺(tái)有著巨大的潛在市場(chǎng)，有待我們進(jìn)一步開發(fā)和培育。因此基于 藥筒幾何誤差 工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)有效的，方便的，可實(shí)施的系統(tǒng)。下面將提供一個(gè)關(guān)于基于 藥筒幾何誤差 工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的可行的設(shè)計(jì)方案。 本課題完成的 主要 工作 本課題主要完成的任務(wù)是：第一， 依照課題的 技術(shù)要求對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行論證，并初步形成一個(gè)總體的設(shè)計(jì)方案。第二，對(duì)方案中的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì) 、并對(duì) 主要設(shè)備 選型，以求達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。第三，對(duì)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，編制。第四，對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件進(jìn)行 再 開發(fā)，設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)整體要求的平臺(tái)。第五，對(duì)已成型的系統(tǒng)進(jìn)行硬件安裝 調(diào)試 ，和聯(lián)機(jī)調(diào)試，以期達(dá)到事先希望得到的穩(wěn)定的控制任務(wù)。 2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì) 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定是設(shè)計(jì)工作的開始也是整個(gè)系統(tǒng)最重要的一步，將方案建立之后，下一步就應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)總體流程，各部分之間的連接進(jìn)行一個(gè)總的設(shè)計(jì)。為本課題樹立一個(gè)主干。以后的各部分就可以順其自然的一點(diǎn)一點(diǎn)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行完成系統(tǒng)要求的各項(xiàng)指標(biāo)。 2． 1 系統(tǒng)方案論證 設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)完整、經(jīng)濟(jì)高效、性能穩(wěn)定就會(huì)為設(shè)計(jì)的順利完成打下了牢固的基礎(chǔ)，相反如果選擇了不夠完善的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)過程中會(huì)漏洞百出，甚至導(dǎo)致課題的玩法完成。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 （ 1）年生產(chǎn)任務(wù) 6 萬件 （ 2）年有效工作天數(shù)為 250 天 （ 3）每班有效工作小時(shí)為 6小時(shí) 設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)節(jié)拍為：每班產(chǎn)品量＝ 60000/250＝ 240 件，每小時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品為 240/6=40 件，則每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間＝ 3600/40＝ 90 秒 為此設(shè)計(jì)系統(tǒng)的檢測(cè)速度為： 90 秒 /件。設(shè)每件產(chǎn)品的輔助檢測(cè)時(shí)間為： 30秒，直焊縫 最大長度為： 600每秒檢測(cè)速度為 20。 被檢工件： 圖 2氣路系統(tǒng)原理圖 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)必須滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在本系統(tǒng)中要求如下：入口連接 35入口安裝手動(dòng)截止閥，控制整個(gè)氣路系統(tǒng)的總氣源，便于在斷電、檢修等情況下使用；在手動(dòng)截止閥之后設(shè)置過濾器，以防止氣源中多余物流入系統(tǒng)從而導(dǎo)致閥門及其它零、部件損壞的現(xiàn)象。該系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)設(shè)置充放氣時(shí)間及保壓時(shí)間，同時(shí)通過工業(yè)計(jì)算機(jī)還可以設(shè)置和檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)的充放氣次數(shù)，該系統(tǒng)氣路支路分四路：高壓一路（最上側(cè)一路）采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制，由 于該路出口壓力為 27～ 35前還沒有出口壓力高于 27減壓器，所以該支路壓力由氣源直接提供。當(dāng)測(cè)試壓力為 10～ 27則采用第四支路，即圖 2下側(cè)支路，該支路采用電磁減壓器控制，可以很穩(wěn)定的給被測(cè)試產(chǎn)品提供相應(yīng)的壓力。當(dāng)測(cè)試壓力為 1～ 10則采用第三支路，該支路采用電磁減壓器兩級(jí)減壓控制，可以很穩(wěn)定的給被測(cè)試產(chǎn)品提供相應(yīng)的壓力。當(dāng)測(cè)試壓力為 1則采用第二支路，該支路采用電磁減壓器兩級(jí)減壓控制，可以很穩(wěn)定的給被測(cè)試產(chǎn)品提供相應(yīng)的壓力?？紤]到若停電無法操作的問題我們?cè)谙到y(tǒng) 出口均安裝了手動(dòng)截止閥（圖 2 保證了即使在停電的情況下也可將被測(cè)試件泄壓，既保證了設(shè)備和人身安全。各單向閥的使用則有效防止了高壓氣體的回流而導(dǎo)致的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的損壞現(xiàn)象。 系統(tǒng)方案選擇 針對(duì)這些設(shè)計(jì)要求 和當(dāng)今比較通用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案， 我們無非有兩種選擇：一種是借助功能強(qiáng)大的 司推出的 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) 平臺(tái)虛擬儀器 者就是利用我們熟悉的 制系統(tǒng)。 虛擬儀器 臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；趫D形化編程和數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)是虛擬儀器 速數(shù)據(jù)采集軟件這兩個(gè)特點(diǎn)，程語言學(xué)習(xí)起來相對(duì)容易些，可減少開發(fā)時(shí)間。但客觀地講，習(xí)慣了文本式編程語言的程序員使用圖形表達(dá)程序，還需要一段思維轉(zhuǎn)變和適應(yīng)過程。 件平臺(tái) 盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。 而且，對(duì)于那些數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算過程較復(fù)雜的程序，圖形語言就不如文本語言更容易表達(dá)，此類情況，用戶可以選擇使用 者 開發(fā)工具將數(shù)學(xué) 分析和處理過程編寫為專用的動(dòng)態(tài)鏈接庫，供了專門的接口函數(shù)可以調(diào)用之。這樣，可以結(jié)合圖形語言和文本語言幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 各自的優(yōu)點(diǎn)，更為靈活、高效、易用。缺點(diǎn)是虛擬儀器 是一個(gè)投入較為昂貴的平臺(tái)。 制系統(tǒng)是依托于 實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制的要求。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件應(yīng)根據(jù)具體需要進(jìn)行選配，軟件則根據(jù)實(shí)際的 控制要求或生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。具有編程簡單、使用方便、通用性強(qiáng)、可靠性高、體積小、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用得十分廣泛。目前已從小規(guī)模的單機(jī)順序控制發(fā)展到過程控制、運(yùn)動(dòng)控制等諸多領(lǐng)域。而且它可靠性高，能夠適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。具有進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算、 節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程 I/O 和高速數(shù)據(jù)處理能力， 了具有 存儲(chǔ)器以外，還有豐富的 I/O 接口模塊。對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的不同信號(hào)， 有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接。統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比無論從軟件方面還是從實(shí)際 投入的硬件設(shè)備講，投入都較少， 質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高。因此， 無論是老設(shè)備的技術(shù)改造還是新系統(tǒng)的開發(fā)，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都傾向于采用它來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 運(yùn)用兩個(gè)方案均能實(shí)現(xiàn)我們的硬件要求和數(shù)據(jù)采集的需求，雖然虛擬儀器 發(fā)平臺(tái)靈活，高效，且功能強(qiáng)大，但是 統(tǒng)投入明顯較少經(jīng)濟(jì)高效性價(jià)比較好，同時(shí)運(yùn)用 統(tǒng)對(duì)于開發(fā)和調(diào)試也較為方便。因此我選擇了利用 系統(tǒng)選擇好后，我們就要選擇 品牌，因?yàn)槲业脑O(shè)計(jì)是基于航天和軍工產(chǎn)品測(cè)試的，所以系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求異常的高。綜合多方面因素考 慮，這里我選用了價(jià)格不是很高但穩(wěn)定性最好的西門子公司生產(chǎn)的 列及擴(kuò)展模塊。 為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和組態(tài)， 接下來便 需要去進(jìn)行組態(tài)軟件的 選擇。選擇一個(gè)功能強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)高效的 組態(tài) 軟件平臺(tái)可以給整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行打上良好的基礎(chǔ)。對(duì)本設(shè)計(jì)來說目前市場(chǎng)上常見的組態(tài)監(jiān)控都能滿足系統(tǒng)的要求，但是各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。 目前的組態(tài)軟件均是通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件，它的主要特點(diǎn)： (1)延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí) ； 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) (2)封裝性（易學(xué)易用）。通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能； (3)通用性。每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ 能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O 放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。 三維力控方便、靈活的開發(fā)環(huán)境 ，提供各種工程、畫面模板、大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量；高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫 4 萬點(diǎn)數(shù)據(jù)負(fù)荷時(shí)，訪問吞吐量可達(dá)到 20000 次 /秒；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏；強(qiáng)大的 件對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；力控軟件內(nèi)嵌分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫具備良好的開放性和互連功能，可以與 信息化系統(tǒng)進(jìn)行基于 B 等接口方式進(jìn)行互連，保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳送到以上系統(tǒng)內(nèi)。且它是國產(chǎn)軟件中的佼佼者，在相同的系統(tǒng)水平上，它的性價(jià)筆比是很高的，因此它很受一些不是特別大的系統(tǒng)的青睞。 西門子公司 推出 的 態(tài)軟件它通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案；多語言支持，全球通用 ；可以集成到所有自動(dòng)化解決方案內(nèi)；內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進(jìn)行組態(tài)；可基于 續(xù)延展，采用開放性標(biāo)準(zhǔn)，集成簡便；集成的 統(tǒng)作為 商務(wù)集成的平臺(tái)；可 用選件和附加件進(jìn)行擴(kuò)展 ； “全集成自動(dòng)化 ” 的組成部分，適用于所有工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的解決方案。特別是當(dāng)它用于大型系統(tǒng)時(shí)，它的系統(tǒng)穩(wěn)定性是出類拔萃的，但是 控軟件還無法做到 “貧民化 ”，價(jià)格較為昂貴。在小系統(tǒng)中人們一般會(huì)采用國內(nèi)較好的軟件，在大型系統(tǒng)中 較高的市場(chǎng)占有率。 因此，經(jīng)過對(duì)比我們不難發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)的需求來講使用國產(chǎn)的力控作為設(shè)計(jì)平臺(tái)是較為經(jīng)濟(jì)高效的，也完全能滿足系統(tǒng)的要求。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 氣密性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由電源供給系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng) I/O 系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、控制幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 4 個(gè)子系統(tǒng)組成 ，四個(gè)系統(tǒng)各自實(shí)現(xiàn)各自的功能，且彼此之間相互協(xié)調(diào)，共同完成課題的各項(xiàng)指標(biāo)。 圖 2系統(tǒng)原理示意圖 現(xiàn)場(chǎng) I/O 系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)壓力信號(hào)的采集及處理，各個(gè)閥體的控制動(dòng)作；電源供給系統(tǒng)負(fù)責(zé)給系統(tǒng)中各儀表、傳感器、開關(guān)電源（ 24電磁閥供電、 制器和工控機(jī) 220電電源。監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的信息監(jiān)控主要完成 藥筒幾何誤差 性能測(cè)試的數(shù)據(jù)處理、信息查詢、故障報(bào)警等功能；控制系統(tǒng) 制子系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品性能測(cè)試需要，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)控任務(wù)。 其中開發(fā)環(huán)境選用三維力控組態(tài)軟件，根據(jù)系統(tǒng)要求，開發(fā)系統(tǒng)檢測(cè)畫面，確定檢測(cè)的條件，完成權(quán)限登陸、參數(shù)設(shè)定、檢測(cè)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、系統(tǒng)報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)查詢及回放等功能。 控制系統(tǒng) 用德國西門子公司的 配備相應(yīng)擴(kuò)展模塊。利用 譯環(huán)境編寫 用程序，實(shí)現(xiàn)課題提出的自動(dòng)測(cè)試任務(wù)。 壓力傳感器 電動(dòng)減壓閥 其它設(shè)備 西門子 制系統(tǒng) 三維力控 電動(dòng)閥 電氣控制系統(tǒng) 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一個(gè)系統(tǒng)順利、穩(wěn)定、高效的按照我們?cè)谲浖芯幹频姆桨竿瓿杉榷ǖ娜蝿?wù)是我們每個(gè)設(shè)計(jì)人員最強(qiáng)烈的希望，但是，要達(dá)成這 個(gè)希望首先便需要良好的硬件系統(tǒng)的支持，一個(gè)良好的硬件系統(tǒng)的選擇給以后的調(diào)試工作會(huì)帶來很多方便。 在本部分內(nèi)容中主要介紹了我在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的過程。首先我對(duì)系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)進(jìn)行了分析和統(tǒng)計(jì)，然后針對(duì)這一統(tǒng)計(jì)數(shù)字對(duì)電動(dòng)閥、 型號(hào)、 擴(kuò)展模塊的型號(hào)以及壓力傳感器型號(hào)進(jìn)行了選擇。對(duì)于其他諸如電源、導(dǎo)線、繼電器、工控機(jī)等設(shè)備由于文章篇幅所致，沒有一一進(jìn)行說明。系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖如圖 3示。 圖 3系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖 統(tǒng) I/O 分析 在本課題硬件設(shè)計(jì)中我們首先要解決的問題就是，計(jì)算好整個(gè)系 統(tǒng)中對(duì)各類 I/為 I/O 在 線端子上的地址分配是進(jìn)行 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說， I/O 地址分配以后才可以進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及 圍接線來說，只有 I/O 地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，才可以根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。 再者只有明確了 I/O 分配，才能把系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高效，合理，性價(jià)比較高。因此對(duì)系統(tǒng)的 I/O 分配分析見表 3 表 3系統(tǒng)的 I/O 分配分析 序號(hào) 名稱 數(shù)量 信號(hào)類型 1 電動(dòng)閥 5 15×（ 2 2 壓力傳感 器 8 電動(dòng)減壓器 3×（ 2 4 按鈕 1 1 蜂鳴器 1 1力傳感器 8 路 5 路 擴(kuò)展模塊 繼電器 工控機(jī) 電動(dòng)閥 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 I/O 點(diǎn)總計(jì) 7 5 從表格可以看出，每個(gè)電動(dòng)閥和減壓器都有上限和下限兩個(gè)數(shù)字量輸入，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車三個(gè)數(shù)字量輸出，每個(gè)傳感器有一個(gè)模擬量輸入。這樣計(jì)算下來系統(tǒng)需要數(shù)字量輸入 37 點(diǎn)，數(shù)字量輸出 55 點(diǎn)，模擬量輸入 8 點(diǎn)。因此我們需要選擇合適的模塊來包容這些輸入 /輸出點(diǎn)。因?yàn)槲疫x用的是西門子的 統(tǒng)，而且為了能達(dá) 到在可靠夠用的前提下盡量實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效，我選用了 塊（ 322、 8 塊（ 4 圖 3模塊排列圖 在這些模塊最大使用程度下，所有 I/O 點(diǎn)加起來為 46， 58， 8。因此完全可以滿足系統(tǒng)需求的 I/O 點(diǎn)數(shù)，略有一點(diǎn)冗余。 硬件系統(tǒng)主要 設(shè)備及 元器件 選擇 硬件主要器件的選擇是整個(gè)系統(tǒng)成功穩(wěn)定運(yùn)行的重要一步，這部分主要介紹了 擴(kuò)展模塊的選擇， 電動(dòng)閥的選擇以及壓力傳感器的選擇。對(duì)于其他部分的硬件選擇，本文由于篇幅所限沒有進(jìn)行深入的研究。 擴(kuò)展模塊的選用 （ 1） 選用 列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性極豐富的指令集易于掌握便捷的操作豐富的內(nèi)置集成功能實(shí)時(shí)特性強(qiáng)勁的通訊能力豐富的擴(kuò)展模塊。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域。 列 提供 4個(gè)不同的基本型號(hào)的 8種 其中 24集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 6 個(gè)獨(dú)立的C/ 繼（ 2） 繼（ 4） 223） 何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 302 路獨(dú)立的 20有 制器。 1 個(gè) 編程口，具有 訊協(xié)議、 訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。 （ 2）． 數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊的選用 數(shù)字量輸入需要 37 點(diǎn)，輸出需要 55 點(diǎn)，而西門子 200 系列 大的輸入 /輸出模塊是 322加上 帶的 140以還需要兩個(gè) 塊，這樣才能滿足系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)的需要。為了節(jié)約成本我們選用了 點(diǎn)輸出模塊。 模擬量輸出模塊 24道模擬量輸入模塊，其功耗為 2W，消耗電流20 L+為 60圈電壓范圍 指示差分輸入。輸入類型電源狀態(tài)為亮表示電源正常為滅表示電源故障。電壓輸入 (單極性 )0～ 10V 和 0～ 5V，電流輸入為 0～ 20 據(jù)字格式單極性全量程 0～ 32000，雙極性，全量程 2000，模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間小于 300μs，模擬量輸入響應(yīng)時(shí)間 共模抑制 40DC 0模電壓信號(hào)電壓 +共模電壓 (必須小于等于 12V)，輸入阻抗不小于 10大輸入電壓 30V， 換器分辨率 12 位，最大輸入電流 30此，對(duì)于八個(gè)壓力傳感器的八個(gè)模擬量信號(hào)，采用兩個(gè) 擬量輸入模塊便可以完全滿足。 電動(dòng)閥的選用 電動(dòng)閥通常由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 閥門 連接起來，經(jīng)過安裝調(diào)試后成為電動(dòng)閥。電動(dòng)閥使用電能作為動(dòng)力來接通電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)、調(diào)節(jié)動(dòng)作。從而達(dá)到對(duì)管道介質(zhì)的開關(guān)或是調(diào)節(jié)目的。電動(dòng)閥用于氣體和風(fēng)系統(tǒng)管道介質(zhì)流量的模擬量調(diào)節(jié)，是 制。在大型閥門和風(fēng)系統(tǒng)的控制中也可以用電動(dòng)閥做兩位開關(guān)控制。電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)一般是用電機(jī)，開或關(guān)動(dòng)作完成需要一定的時(shí)間模擬量的，可以做調(diào)節(jié)。 電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)一般是用電機(jī)，比較耐電壓沖擊。電磁閥是快開和快關(guān)的，一般用在小流量和小壓力，要求開關(guān)頻率大的地 方電動(dòng)閥反之。電動(dòng)閥閥的開度可以控制，狀態(tài)有開、關(guān)、半開半關(guān)，可以控制管道中介質(zhì)的流量而電磁閥達(dá)不到這個(gè)要求。 電動(dòng)減壓閥是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在壓力控制領(lǐng)域的典型應(yīng)用。電動(dòng)減壓閥通過調(diào)節(jié)一次側(cè)流體的動(dòng)壓頭，達(dá)到控制減壓閥后壓力的目的。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。電動(dòng)減壓閥是減壓設(shè)備、壓力調(diào)節(jié)設(shè)備的一種典型應(yīng)用。電動(dòng)減壓閥廣泛應(yīng)用于換熱站熱源及生產(chǎn)工藝設(shè)備前蒸汽壓力調(diào)節(jié)。暖通空調(diào)、給排水系統(tǒng)或設(shè)備水力壓力調(diào)節(jié)。藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 液位控制。電動(dòng)減壓閥特點(diǎn)是：電動(dòng)無級(jí)調(diào)節(jié)，二次壓力穩(wěn)定，控制精度高。操作簡便，只需通過控制器修改二次 壓力設(shè)定。運(yùn)行平穩(wěn)，使用壽命長。 列電動(dòng)式減壓閥是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在壓力控制領(lǐng)域的典型應(yīng)用。通過調(diào)節(jié)一次側(cè)流體的動(dòng)壓頭，達(dá)到控制減壓閥后壓力的目的。 在本課題選擇電動(dòng)閥時(shí)，我為了滿足軍事工業(yè)的需要選擇了軍工產(chǎn)品 壓力傳感器的選用 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器 現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可 以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器 。如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。 因?yàn)槲覀儽鞠到y(tǒng)是基于航天軍工產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，所以對(duì)設(shè)備的精度，穩(wěn)定要求較高。最終我們選用了軍工產(chǎn)品 701 所生產(chǎn)的 應(yīng)變式 壓力傳感器。 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 硬件系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 底層 硬件系統(tǒng)是由西門子的 電器、電動(dòng)閥等組成，系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖。 圖 3系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖 在本系統(tǒng)中，我利用 氣控制作為整個(gè)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，通過對(duì) 控制實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器模擬信號(hào)的處理 ，通過 動(dòng)來控制繼電器的輸出，同時(shí)來控制電動(dòng)閥、電動(dòng)解壓閥的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止。 壓力傳感器 電動(dòng)減壓閥 動(dòng)閥 電氣控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng) I/O 系統(tǒng) 筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)既定控制任務(wù)的主要部分，設(shè)計(jì)一個(gè)完整，穩(wěn)定的 制系統(tǒng)需要將系統(tǒng)各方面要求綜合考慮，對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)和工藝要求一條一條的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行整體考慮形成最終的系統(tǒng)總體初型。 在這部分中我首先對(duì)系統(tǒng)各方面的要求進(jìn)行了逐條審核，對(duì)它要求實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了一一過濾，然后針對(duì)這些要求進(jìn)行了逐個(gè)的程序編制，最后將所有得單獨(dú)程序通篇考慮進(jìn)行了編制融合，加入主程序中，最后形成了整體的控制程 序。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 控制程序需要實(shí)現(xiàn)的主要功能有： (1)同時(shí)可以進(jìn)行 5 個(gè)產(chǎn)品的密封性 ，耐壓性 檢測(cè)； (2)實(shí)現(xiàn)模擬量的顯示； (3)實(shí)現(xiàn)壓力傳感器的斷線檢測(cè)； (4)實(shí)現(xiàn)模擬量的過大過小的處理 (5)能夠精確測(cè)試壓力范圍在 35壓性試驗(yàn)。 系統(tǒng)可以進(jìn)行對(duì) 5 個(gè)以下產(chǎn)品的檢測(cè)，但是必須是同一壓力之下。在檢測(cè)時(shí)需要將 8 個(gè)壓力模擬量轉(zhuǎn)化以后顯示出來。同時(shí)系統(tǒng)還得實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器是否斷線進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)模擬量過大或過小時(shí)，將其進(jìn)行處理，超過 20 20算。 系統(tǒng)的框架和工作過程 系統(tǒng)入口連接 35源，在入口安裝手動(dòng)截止閥，控制整個(gè)氣路系統(tǒng)的總氣源，便于在斷電、檢修等情況下使用；在手動(dòng)截止閥之后設(shè)置過濾器，以防止氣源中多余物流入系統(tǒng)從而導(dǎo)致閥門及其它零、部件損壞的現(xiàn)象。 整個(gè)氣路系統(tǒng)由三大部分組成，第一部分是氣源進(jìn)氣部分，用于為后續(xù)部分提供測(cè)試壓力。第二部分是 4 路壓力選擇支路： 當(dāng)測(cè)試壓力為 10～ 27采用 級(jí)減壓 ； 當(dāng)測(cè)試壓力為 1～ 101則采用二級(jí)減壓 ， 通過 減壓器分別將壓力調(diào)節(jié)到 1～ 101第三部分是 5條測(cè)試支路，屬于比較復(fù)雜的并發(fā)事件，也是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。系統(tǒng)要求五路功能相同，均用于測(cè)試被測(cè)件的氣密性能。它們可以同時(shí)工作，也可以單獨(dú)工作。 5條測(cè)試支路壓力的調(diào)節(jié)，是通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 打開和關(guān)閉以及限流孔板共同完成的。壓力變送器8 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各路壓力的變化，完成穩(wěn)壓及保壓的要求。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 保壓結(jié)束以及系統(tǒng)漏氣情況下，進(jìn)行放氣。調(diào)節(jié)閥，回到初始狀態(tài)。 總 開 始打 開 D K 1打 開 D K 2第2路第3路第4路第 1 路4 條 選 擇 支 路第 1 路 開 始打 開 D K 4 ， P 4 到 設(shè) 定 值關(guān) 閉 D K 4第 1 路 穩(wěn) 壓第 1 路 保 壓打 開 D K 9 進(jìn) 行 放 氣放 氣 完 畢 ， 關(guān) 閉 D K 9第 一 路 結(jié) 束 嗎 ？等 待 D K 1 ， 進(jìn) 行 排 氣 ， 然 后 關(guān) 閉 其 他 電 機(jī)總 結(jié) 束測(cè)試第2路測(cè)試第3路測(cè)試第4路測(cè)試第5路5 條 測(cè) 試 支 路測(cè) 試 第 1 路圖 4程序流程圖 測(cè)試開始前，首先必須選擇被測(cè)件的壓力等級(jí)，即確定 4 路選擇支路哪一路有效。這里假定選擇的是 27~35路，即第 1 支路。按下總開始按鈕，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開，然后 開。 開后程序處于選擇等待狀態(tài)。當(dāng)按下第一路開始按鈕后，第一路氣密性檢測(cè)開始。打開 ，氣體通過限流孔緩慢到達(dá) ，當(dāng)達(dá)到第一路設(shè)定的壓力值時(shí)，關(guān)閉 達(dá)下限位，開始第一路穩(wěn)壓，穩(wěn)壓完畢自動(dòng)開始保壓，保壓時(shí)間到，打開 行放氣；當(dāng) 壓力下降到關(guān)閉值（ ，關(guān)閉 一路一次氣密性檢測(cè)過程結(jié)束，重新設(shè)定參數(shù)后，可以開始第二次測(cè)試。點(diǎn)擊第一路結(jié)束按鈕，第一路在進(jìn)行完這次試驗(yàn)后自動(dòng)處于等待狀態(tài)。其他幾路工作過程同第一路，它們可以和第 1 路同時(shí)工作，互不影響。當(dāng)五路都結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)排氣，排氣完畢，關(guān)閉所有電動(dòng)閥。 程序梯形圖見附錄 2. 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 統(tǒng) I/O 地址分配 對(duì) 統(tǒng)來說，要想讓其依據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的方式來處理現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，就必須合理安排 I/O 地址，把其分配到 端口，這樣就確保了 輸入輸出與我們想實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。 表 3數(shù)字量輸入 口 地址 輸入點(diǎn)含義 1 ) 14 3 4 5 6 7 8 9 停按鈕信號(hào)輸入 10 1M 輸入信號(hào)公共端（ 004） 11 限（全關(guān)） 12 限（全開） 13 限（全關(guān)） 14 限（全開） 15 限（全關(guān)） 16 限（全開） 17 2M 外部電源 0V（ 008） 18 ) 329 限（全關(guān)） 20 限（全開） 21 限（全關(guān)） 22 限（全開） 23 限（全關(guān)） 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 24 限（全開） 25 限（全關(guān)） 26 限（全開） 27 限（全關(guān)） 28 限（全開） 29 限（全關(guān)） 30 限（全開） 31 限（全關(guān)） 32 限（全開） 33 限（全關(guān)） 34 限（全開） 35 限（全關(guān)） 36 限（全開） 37 限（全關(guān)） 38 限（全開） 39 限（全關(guān)） 40 限（全開） 41 限（全關(guān)） 42 限（全開） 43 限（全關(guān)） 44 限（全開） 45 限（全關(guān)） 46 限（全開） 47 限（全關(guān)） 48 限（全開） 49 0 1M， 2M 外部電源 0V（ 008） 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 表 3數(shù)字量輸出 口 地址 輸出點(diǎn) 1 ) 10 2 1L 4 點(diǎn)輸出端公共端 3 轉(zhuǎn) 4 轉(zhuǎn) 5 車 6 轉(zhuǎn) 7 2L 3 輸出端公共端 8 轉(zhuǎn) 9 車 10 轉(zhuǎn) 11 3L 3 輸出端公共端 12 轉(zhuǎn) 13 車 14 轉(zhuǎn) 15 ) 8 16 1L 4 輸出端公共端 17 0 轉(zhuǎn) 18 1 車 19 2 轉(zhuǎn) 20 3 轉(zhuǎn) 21 2L 4 輸出端公共端 22 4 車 23 5 轉(zhuǎn) 24 6 轉(zhuǎn) 25 7 車 26 ) 322 27 1L 11 輸出端公共端 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 28 轉(zhuǎn) 29 轉(zhuǎn) 31 車 32 轉(zhuǎn) 33 轉(zhuǎn) 34 車 35 轉(zhuǎn) 36 轉(zhuǎn) 37 1.. 車 38 轉(zhuǎn) 39 轉(zhuǎn) 40 2L 11 輸出端公共端 41 車 42 轉(zhuǎn) 43 轉(zhuǎn) 44 車 45 轉(zhuǎn) 46 轉(zhuǎn) 47 車 48 轉(zhuǎn) 49 轉(zhuǎn) 50 車 51 轉(zhuǎn) 52 3L 10 輸出端公共端 53 轉(zhuǎn) 54 車 55 轉(zhuǎn) 56 轉(zhuǎn) 57 車 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 58 轉(zhuǎn) } 59 轉(zhuǎn) } 60 車 } 61 62 15 ) 8 16 1L 4 輸出端公共端 17 0 轉(zhuǎn) } 18 1 轉(zhuǎn) } 19 2 車 } 20 3 轉(zhuǎn) } 21 2L 4 輸出端公共端 22 4 轉(zhuǎn) } 23 5 車 } 24 6 鳴器 25 7 表 3模擬量輸入 號(hào) 模塊端口 地址 備 注 ) 1 1 力變送器 1 2 2 力變送器 2 3 3 力變送器 3 4 4 力變送器 4 ) 5 1 力變送器 5 6 2 力變送器 6 7 3 力變送器 7 8 4 力變送器 8 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 分關(guān)鍵程序的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的程序是一個(gè)較為龐大的系統(tǒng)，某些程序段是本設(shè)計(jì)中特有的且某些程序段在本程序整體設(shè)計(jì)中占有很重要的地位，甚至起到至關(guān)重要的作用，通過把這些子程序有機(jī)的組還在一 起從而形成了整個(gè) 統(tǒng)的程序部分。 模擬量值和 A/D 轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換 在本氣密性臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，有對(duì)多個(gè)壓力值的控制。這些壓力值都是模擬量值，無法用控制數(shù)字量的方法來對(duì)它們進(jìn)行控制。這就需要我們把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，即用 A/D 轉(zhuǎn)換來解決這一問題。 在這里假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 m（如： 4—20 A/D 轉(zhuǎn)換后數(shù)值為 m（如： 6400—32000），設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A， A/D 轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為 D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系 A＝ f（ D）可以表示為數(shù)學(xué)方程： A＝（ D－ ×（ （ （ 4 根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù) D 值計(jì)算出 A 值。將該方程式逆變換，得出函數(shù)關(guān)系 D＝ f（ A）可以表示為數(shù)學(xué)方程： D＝（ A－ ×（ （ （ 4 在 藥筒幾何誤差 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，測(cè)試用的壓力變送器，當(dāng)壓力達(dá)到滿量程60，壓力變送器的輸出電流是 20數(shù)值是 32000?？梢?，每毫安對(duì)應(yīng)的 A/D 值為 32000/20，測(cè)得當(dāng)壓力為 0，壓力變送器的電流應(yīng)為 4（ 32000/20） ×4 ＝ 6400。由此得出， 數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力值（單位為 計(jì)算公式為： 藥筒 幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試裝置 圖 4模擬量顯示 值＝ (值－ 6400)(60－ 0)/(32000－ 6400)＋ 0 （ 4 即： 值＝ 60* (值－ 6400) /25600 （ 4 壓力傳感器斷線檢測(cè)程序 在系統(tǒng)測(cè)試中很大部分依賴于壓力傳感器的準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測(cè)量，因此對(duì)壓力傳感器的正常工作與否顯得至關(guān)重要。