电磁阀动作寿命试验系统设计(2)

2013-05-01 徐承韬 沈阳化工大学

  PLC 控制程序中编写了单按钮控制功能,实现了对空气压缩机电机和被测电磁阀工作的单按钮起停控制,即第一次( 或第奇数次) 按下空气压缩机电机起停控制按钮时,PLC 输出使电机起动并保持工作状态,第二次( 或第偶数次) 按下电机起停控制按钮时,PLC 输出使电机停止。对被测电磁阀同理,即第一次( 或第奇数次) 按下被测电磁阀起停控制按钮时,PLC 输出使被测电磁阀动作并保持连续循环工作状态,第二次( 或第偶数次) 按下被测电磁阀起停控制按钮时,PLC 输出使被测电磁阀停止动作。

  控制空气压缩机电机需要选择大容量SSR,控制被测电磁阀可选择较小容量的SSR,所以须根据电压、电流等参数选择合适的SSR。因电磁阀线圈属感性负载,故在每个被测电磁阀线圈两端反并联一个二极管,提供泄放回路进行保护。空气压缩机电机电路中串有快速熔断器FU、热继电器FR,分别能够实现短路保护和过载保护。KP 是压力控制触点,可根据出口压力情况开闭,从而决定电机是否工作。另外,在试验系统结构设计中注意了电气部分的防护问题,使该部分能够防溅水、防积尘。SSR 的使用、多种保护措施的设置及PLC 本身具有的高稳定性,保证了试验系统具有较高的可靠性和安全性。

4、PLC 软件设计

  根据试验系统控制要求及运行特点,使用顺序控制设计的编程方法及单按钮控制、计数器级联等编程技巧,可以方便地编写出PLC 程序。本系统PLC 程序可以分为初始化子程序和主程序两部分,初始化子程序用来进行初始化操作及设置初始值,如电磁阀驱动电压\电流信号导通时

  间值、关断时间值、电磁阀试验动作次数值等,主程序主要实现对空气压缩机电机的控制及对电磁阀的控制。PLC 对空气压缩机电机的控制流程如图3 所示。初次(第奇数次) 按下电机控制按钮(此时为起动功能) ,如过载保护功能没有动作,则电动机开始工作,在工作过程中若过载保护功能动作,抑或电磁阀动作次数达到设定值或是又一次( 第偶数次) 按下空气压缩机电机控制按钮(此时为停止功能) ,则电动机停止工作( 同时被测电磁阀也停止动作) 。PLC 对被测电磁阀的控制流程如图4 所示。

电磁阀动作寿命试验系统设计-PLC对空气压缩机电机的控制流程

图3 PLC 对空气压缩机电机的控制流程

电磁阀动作寿命试验系统设计-PLC对被测电磁阀的控制流程

图4 PLC 对被测电磁阀的控制流程

5、上位机设计

  系统所选用的欧姆龙PLC 本身具有按键设置功能及液晶显示功能,可以通过按键及液晶显示屏修改PLC 内部程序、参数等,实现对试验系

  统的控制,但操作较为繁琐,只适合于专业技术人员使用。为便于试验系统操作人员监控,并根据现有条件,本系统中将PLC 与一PC 机通过通讯线缆相连构成上下位机控制方式( 上位机亦可选用触摸屏) ,使用组态软件MCGS 设计完成上位机程序,实现实时的监控,不仅可以通过工艺流程界面、动态数据显示画面实时的监视被测电磁阀的工作情况、动作次数等信息,而且还可以在参数设定界面设定或更改电磁阀驱动电压\ 电流信号导通时间、关断时间、电磁阀试验动作次数等初始值,甚至可以通过所编制的工艺流程界面内的按钮控件直接控制空气压缩机电机和被测电磁阀的运行,替代实际的控制按钮。此外上位机还具有信息自动记录功能,如电磁阀试验动作次数的自动存储记录( 防止意外断电时信息的丢失) 、报警信息的自动记录等。这种上下位机控制方式使该试验系统具有良好的人机界面,操作方便快捷,自动化及可靠性程度更高。

6、总结和展望

  本试验系统制成后,所进行的耐久试验动作次数已达近千万次,整体工作性能良好。从试验的效果来看,系统具有运行稳定可靠、操作简单方便和自动化程度高等特点,试验过程可实现不需专人值守,实现了预期设计目的。今后,可以考虑在不改变系统基本架构的情况下,将数字压力表、数字流量计、控制用比例电磁阀、气密性检测装置等集成到该试验系统中,使该系统具有更多测试功能,并使自动化程度更高、测试结果更准确,形成一个高性能、综合性的电磁阀测试平台。