PLC在检测试验设备中的应用

工程与试验　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２００８　

西门子ＰＬＣ在轿车组合仪表试验系统中的应用　

徐兰欣　

（长城汽车股份有限公司，河北保定Ｏ７１Ｏ００）　

摘要：阐述了以ＣＰＵ２２４ＸＰ为控制核心的组合仪表试验系统的组成，硬件配置，控制流程及软件实现，重点介绍　了利用ＰＩ　Ｃ高速脉冲输出功能对组合仪表车速里程表和转速表进行的控制。　关键词：组合仪表；ＰＬＣ脉冲输出；车速里程表；水温表　中图分类号：Ｕ４６９　文献标识码：Ｂ　

Ａｎ　Ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｉｅｍｅｎｓ　ＰＬＣ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｉｎ　ａ　Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　

ＸＵ　Ｌａｎｘｉｎ　（Ｇｒ　以　Ｗａｌｌ　Ｍｏｔｅｒ（１ｆＪ．，ＬＴＤ，Ｈｅｂｅｉ　Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ＣＰＵ２２４ＸＰ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｅｎｔｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｌｕｓｔｅｒ．Ｔｈｉｓ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

ｏｆ　ｆｌｏｗ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｐｕｌｓｅ　

ｏｕｔｐｕｔ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＩ　Ｃ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄｏｍｅｔｅｒ，ｏｄｏｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｃｌｕｓｔｅｒ；ＰＩ　Ｃ　ｐｕｌｓｅ　ｏｕｔｐｕｔ；ｓｐｅｅｄｏｍｅｔｅｒ；ｗａｔｅｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｕｇｅ　

・４６・　科技论坛　ＰＬＣ在制冷与空调测试系统中的应用　陈兴尧　（天津东津建筑装饰工程有限公司，天津３０００００）　摘要：电子信息技术的快速发展推动了工业生产技术水平的提高，各种先进的自动化控制系统、智能化管理设备都在不断的被应　用在工业生产设备中。可编程控制器（ＰＬｃ）就是这样一种具有很大控制能力的现代先进控制系统。现本文主要探讨了ＰＬＣ在制冷与空调　测试系统中的应用问题。文章首先分析了ＰＬＣ的构成与运行原理，继而简要论述了其在空调系统中的应用现状，继而通过实例详细介绍　了其在制冷与空调测试系统中的应用。　关键词：ＰＬＣ；制冷；空调系统；控制；测试　所谓可编程控制器，其实是一种利用电子计算机技术来实现数　字运算，从而操控设备运行的电子控制系统，其主要是应用在工业　领域，促进了工业现代化、自动化的发展。ＰＬＣ是利用能够编程序的　存储器为介质，在此基础上进行控制操作的计算，并形成指令，利用　数字信息技术实现指令的传递，以此来控制工业机械设备的运行方　式，达到自动控制生产过程的目的。与传统的控制系统相比，使用　ＰＬＣ更能保证控制系统的稳定可靠，并且具有控制方式灵活方便，　控制器易于维修管理，所需成本费用较低等诸多优点，因而在当前　的工业生产领域具有很广泛的应用。本文中主要探讨了其在空调系　统中对于制冷与测试系统的控制与应用ｓ　１　ＰＬＣ的构成和原理概述　一般来讲，ＰＬＣ的结构组成大概可以分为四部分，即中央处理　器（ＣＰＵ）、输入系统、输出系统以及编程装置系统。其中ＣＰＵ是可编　程控制器中最重要的组成部分，是控制器的核心。ＣＰＵ主要由由芯　片与存储器组成，其在控制器运行中的主要任务是不断的采集用户　自主输入的信息，并根据此信息执行用户的命令，进行程序编制，发　出相应的指令，使输入系统不断刷新输出信息，实现系统控制，并由　存储器将所有的信息数据与程序指令存储起来，以利于管理维护。　输入系统与输出系统则是ＰＬＣ的信息接收与传递系统，主要是用　于接收信号，发出控制指令。而编程装置的主要作用是用户程序的　生成，并对程序进行编辑、检查与修改ｉ从而实现对程序执行过程的　全程监控。在ＰＬＣ的运行中，需要使用ＡＣ２２０Ｖ电源，或者是　ＤＣ２４Ｖ电源。在ＰＬＣ的内部各个系统的运行中，所需要的电压等级　是有很大不同的，需要分别对其提供相适应的直流电源。而ＰＬＣ正　是在各个组成系统的相互协同作用下，才能实现对系统或设备的有　效控制，从而提高控制系统的效率，促进机械设备正常运行。　２　ＰＬＣ在制冷与空调系统中的应用现状　ＰＬＣ以其优越的控制性能在工业领域得到了广泛应用。目前在　我国的很多行业的生产系统中，都会用到ＰＬＣ作为控制器来实现　对机械设备的可编程控制。而在制冷与空调的运行中，也同样具有　很大的应用空间。例如ＰＬＣ与变频技术相互配合实现对大型中央　空调系统的节能改造，使其冷冻泵与冷却泵都得到合理的控制，使　中央空调系统实现了较好的变频节能效果。再比如在净化空调系统　中，使用ＰＬＣ进行空调系统的控制系统改造，能够很好的避免因人　为控制失误而出现的故障问题，提高了空调系统的运行效率。另外，　ＰＬＣ的应用也使得净化空调的操作更加方便易行，并且除了开关机　以外可以实现无人管理，极大的减少了操作人员的工作量。除此之　外，ＰＬＣ在制冷与空调系统中还有很多其他的应用方式，具有非常　广泛的应用空间。　３实例分析　为了能够更好的研究ＰＬＣ在制冷与空调中的应用，本文以某　工厂制冷空调性能测试综合实验室为例，介绍ＰＬＣ在制冷测控系　统中的应用。该测试系统分为室内和室外间，可为被试机组模拟所　需要的室内外干湿球环境。该试验装置的电气控制与测量系统是由　配电、控制与测量等三大部构成，并设有多种保护功能（如：连锁保　护、过载保护等）和故障报警功能。受配电部分与控制部分通过电控　柜完成，受配电部分的主要功能是受电，并为该试验装置中的各动　力设备（如：水泵、被测机器等）及其控制等进行配电与供电。控制部　分是通过设定控制柜面板上的仪表参数来完成的。有关电气设备的　控制与其主控制回路具有连锁保护功能；并设有故障报警指示功　能。　在测试中，系统通过ＰＬＣ对系统进行ＰＩＤ控制，如控制环境间　的干湿球温度、恒温水箱温度、被试机组水流量等。通过ＰＬＣ控制，　ＰＩＤ控制器通过当前值（Ｐｖ）与设定值（ｓＰ）的偏差，经过Ｐ、Ｉ、Ｄ参数　的运算，来改变执行机构的位移达到自动调节的目的。ＰＩＤ控制的　调节作用由Ｐ、Ｉ、Ｄ参数共同完成，改变其中任何一个参数都会对调　节作用产生影响。调节表上Ｐ表示比例作用，一般表现为减小Ｐ值，　可增大振荡，增加静态和稳态偏差；Ｉ表示积分作用，一般表现为减　小Ｉ值，可增加振荡，减小静态和稳态偏差；Ｄ表示微分作用，一般　表现为增大Ｄ值，可抑制超调，增加振荡。　另外，在测试系统的恒温水箱与变频泵的运行中，主要是通过　使用三通阀门来对控制被测机器的进水温度，并利用变频水泵来对　其水流量进行控制以此来实现对出水温度高低的控制。同时利用表　冷器水泵将冷水以循环的形式输送到空气处理机中，实现对测试问　的温度控制。并对恒温水箱进行散热处理。在此情况下进行测试的　状态是开式循环的水路测试。还可以对其冷水机组循环水路进行测　试，或者对其表冷器循环水路进行测试。但无论是在哪种试验中，都　必须要注意对有关阀门的切换问题。不同的测试试验对阀门切换的　要求是有很大差异的这是需要我们注意的地方。当然，对于调节表　的设定也是需要重视的一个问题，其设定的合理性对于测试结果有　很大影响。其中表冷器的回水温度要比测试问室温低至少３～５℃　左右。　水箱温度的设定也是一个值得重视的问题，这是因为水箱的温　度设定的高低会对被测机器的进水温度高低有很大影响。一般当水　箱温度的设定不合理，或与进水温度相差太大时，都会降低被测机　器在调节进水温度方面的性能，此时的三通调节阀也几乎没有发挥　出调节作用，但通常也能够将温度调节到要求的范围内。而在水箱　温度与进水温度相差值控制在５　时，是被测机器调节性能最佳的　状态。另外，水箱温度的设定值大小对于表冷器的换热特性也有很　大影响。一般两者之间的温度差值越大，换热性能越佳。　４结论　由本文上述分析可以看出，在制冷与空调测试系统中使用ＰＬＣ　作为控制系统，能够极大的提高控制效率，且便于维修管理和快速　调节控制。本文的实例分析也再次证明了采用ＰＬＣ进行空调测试　系统的温度控制，能够实现较好的自动化、集成化控制效果。但需要　注意做好相关参数的调节，以免影响到控制效果。　参考文献　［１］刘星平．ＰＬＣ及变频器在高层建筑中央空调节能改造中的应用叭　低压电器。２００８．　［２１￣５传新，赵慧娟，王爱萍．ＰＬＣ和变频器在纺织空调系统中的应用　ｆＪ】．棉纺织技术，２００９．

第４期（总第９７期）　中国水能及电气化　Ｎｏ．４（ＴＯＴＡＬＮｏ．９７）　２０１３年４月　Ｃｈｉｎａ　Ｗａｔｃｒ　Ｐｏｗｅｒ＆Ｅｌｅｃ仃ｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ａｐｒｉｌ．，２０１　３　

ＰＬＣ在　高压受油　器试验台中的应用　

章纯中　

（天津市天发重型水电设备制造有限公司，天津３００４００）　

摘要：高油压接力器由于技术成熟在国内得到了广泛应用，而１６ＭＰａ高压受油器由于技术问题，目前仍是一　项空白。水轮机主轴旋转情况下，桨叶供油管旋转部分密封漏油是最大问题，解决好密封是解决高压受油器的　关键技术。研制的高压受油器试验台，压力为１０～１６ＭＰａ，应用ＰＬＣ及变频器技术，模拟水轮发电机现场的运　行状况，任意调整电机转速即改变发电机主轴转速和运转方向，通过自动检测受油器漏油情况，检测在高压下　受油器密封状况，不断改进密封以达到机组设计要求。液压系统采用储能器补偿和压力控制系统，通过ＰＬＣ控　制保证运行在设定压力值内。该高压受油器装置已应用在渠首混流机组上。　关键词：高压受油器；ＰＬＣ控制系统；变频调速　

中图分类号：ＴＶ７３４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－８２４１（２０１３）０４－００６３－０５　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＰＬＣ　ｉｎ　Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｏｉｌ－Ｓｕｐｐｌｙ　Ｈｅａｄ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　

ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｕｎ—Ｚｈｏｎｇ　（Ｔｉａｎｆｉｎ　ｒｉａ￣ｆａ　Ｈｅａｖｙ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍａｔｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ　１６ＭＰａ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ　ｉｓ　ｓｔｉｌｌ　ａ　ｇａｐ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｍａｉｎ　ｓｈａｆｔ．　ｏｉ１　ｌｅａｋａｇｅ　ｉｎ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｏｆ　ｂｌａｄｅ　ｏｉｌ　ｓｕｐｐｌｙ　ｐｉｐｅ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ．Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　ＵＳ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　１０—１６ＭＰａ，ａｐｐｌｉｅｓ　ＰＬＣ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ　ｓｔｉｍｕｌａｔｅｓ　ｓｉｔｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｍａｉｎ　ｓｈａｆｔ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｒａｎｄｏｍｌｙ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅ　ｏｉｌ—ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｂｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｌｅａｋａｇｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｏ　ｒｅａｃｈ　ｔｈｅ　ｓｅｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｄｏｐｔｓ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｉｔ　ｉｓ　ｅｎｓｕｒｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｉｓ　ｏｐｅｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｔ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｖａｌｕｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｅａｄｗｏｒｋｓ　Ｆｒａｎｃｉｓ　ｕｎｉｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｉｌ－ｓｕｐｐｌｙ　ｈｅａｄ；ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

实验说明：

实验一：认识实验

实验目的：通过认识实验，了解西门子STEP 7-MicroWIN32编程软件的使用；了解S7—200PLC实验箱的使用；了解S7—200汉化版PLC模拟程序的使用。

实验内容：设计一个简单的PLC实验箱数字输入、数字输出，模拟输入、模拟输出的测试程序，并在PLC实验箱和模拟程序上运行。

实验二：基本指令使用

实验目的：通过基本指令使用实验，掌握西门子STEP 7-MicroWIN32编程软件的使用；掌握S7—200PLC实验箱的使用；掌握S7—200汉化版PLC模拟程序的使用；熟悉继电控制电路向PLC程序的转化。

实验内容：将教材第二章中所有的继电控制电路转化成PLC程序并调试运行。

实验三：定时器使用

实验目的：通过定时器使用实验，掌握定时器的编号规律；熟悉定时器使用方法；了解定时器的使用技巧。

实验内容：1、流水灯设计。包括一亮1秒循环、二亮1秒循环、三亮1秒循环……七亮1秒循环、全熄全灭1秒循环。2、交通灯控制程序设计。红灯60秒—黄灯3秒—绿灯60秒—黄灯3秒—红灯60秒。说明：端口自主分配。

实验四：计数器使用

实验目的：通过计数器使用实验，熟悉计数器的应用；了解计数器的使用技巧。

实验内容：1、用定时器和计数器配合设计一个计时约1年的长定时程序。2、自动售货机设计。说明：可投硬币规格为1元、5元、10元；可卖商品为商品A3元、商品B5元、商品C8元。要求：有1元、5元、10元硬币的投币口；有3种商品的选择购买按钮；可买商品指示功能；可找零钱指示功能；找钱功能（不考虑钱不够的问题）；找钱指示功能。端口自主分配。

实验五：子程序应用

实验目的：通过子程序应用实验，掌握子程序的使用；熟悉基本功能指令的使用。 实验内容：1、基本数学运算。说明：给定两个数，求两数之和、差、积、商。要求：用子程序实现；带参数调用；判断除0错误。2、基本实数运算。说明：求给定数的所有数学函数值。要求：子程序实现；主程序中对相应的计算给出指示；输入非法判断；