PLC的壓力表自動檢定系統(tǒng)的設計

（崔韶鵬　河南省滎陽市質量技術監(jiān)督檢驗測試中心）

PLC的壓力表自動檢定系統(tǒng)的設計

（崔韶鵬河南省滎陽市質量技術監(jiān)督檢驗測試中心）

本研究結合壓力表檢定的需要，結合PLC技術對自動檢定系統(tǒng)進行設計，旨在通過自動檢定系統(tǒng)的設計，促使壓力表檢定效率和準確性均能夠得到有效提升。

PLC；壓力表；自動檢定系統(tǒng)；設計

壓力儀表是一種應用非常廣泛的儀器，在對其進行檢定時，多采取較為傳統(tǒng)的檢定方法，而這種落后的檢定方法，在面對龐大的檢定工作量時，很難提高檢定效率，同時檢定的準確性也大打折扣[1]。為此，設計一種自動檢定系統(tǒng)，提高檢定效率和準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]的相關標準，對壓力表自動檢定系統(tǒng)進行設計。

1　主要功能

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

（2）微機采集檢定系統(tǒng)的壓力值以及動態(tài)情況；

（3）自動對檢定數(shù)據(jù)進行分析處理，并對檢定記錄相關信息進行儲備，以便能夠后期查詢所需；

（4）可自動進行誤差值的計算，數(shù)據(jù)的收集，輕敲位移；

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

2　系統(tǒng)設計

2.1系統(tǒng)硬件結構圖

該系統(tǒng)主要由油杯、傳動齒輪裝置、標準壓力表以及電機驅動器等組合而成，系統(tǒng)設計結構，見圖1。

系統(tǒng)主要通過步進電機來實現(xiàn)對活塞壓力泵的帶動，并通過這種方式實現(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多臺表同時進行檢定時的需要。在進行檢定期間，經(jīng)由PLC給予相應的電機驅動信號，使兩臺電極分別進行活塞加壓和造壓準備。在對多塊壓力儀表進行同時檢定時，微機系統(tǒng)可經(jīng)由PLC控制系統(tǒng)實施交替造壓。在進行交替換泵的期間，系統(tǒng)可將造壓油路間與被檢表油路之間的聯(lián)系切斷，當完成換泵滯后，并且壓力逐漸恢復后，即可將電磁閥打開，通過這種方式，即可使在進行換泵期間出現(xiàn)的系統(tǒng)壓力波動消除[3]。通過這種方式不僅能夠提高造壓速度，同時還可避免過大沖擊，同時還利于靜態(tài)壓力快速性、高精度性的提升。

圖1　系統(tǒng)硬件結構圖

2.2步進電機與PLC電氣連接

本系統(tǒng)采用三相混合式5.8A作為步進電機，該電機主要為交流伺服控制原理，并采用三相正玄電流來實現(xiàn)驅動。步進電機每向前移動1mm，即可表示向前移動100道。

步進電機驅動器采用5.8A等角度恒力矩細分型，電流＜5.8A，電壓為DC12-40V，外徑為42-86mm。該驅動器在內部設計時，主要采取類似伺服控制原理的電路，該電機在運行的過程中，以低速平穩(wěn)運行，基本上不存在有噪音和震動的現(xiàn)象，電機在高速運轉的過程中，力矩遠遠超出了五相混合式和二相混合式步進電機。其定位精度在最佳狀態(tài)時，可以達到6000脈沖/轉。設置16檔等角恒力矩細分，最高分辨率為6000脈沖/轉，運用獨特的控制電路，其反應頻率最高只能夠達到200kpps。當步進脈沖的停止時間超出了100ms之后，線圈電流即可自動對雙極恒流斬波方進行酌情減半。

采用歐母龍CP1H-XA40DR-A作為PLC，該PLC屬于經(jīng)濟型產(chǎn)品，技術參數(shù)主要為：IO點：40點，其中16點為輸出點，另24點為輸入點，輸出的格式主要為晶體管或者繼電器輸出，內置模擬量為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：1-5V(DC)。

表1　可編程控制器寄存器與組態(tài)王的變量對應關系

3　系統(tǒng)軟件設計

3.1上位機軟件設計

采用組態(tài)王Kingview6.55自動系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由亞控科技結合自動化發(fā)展所需，研發(fā)出來的一種用于Windows系統(tǒng)的軟件，該平臺可對生產(chǎn)期間，產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)進行收集，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)的運用可及時作出相應的反應，從而達到優(yōu)化結果的目的。

3.1.1設備設置及通訊參數(shù)

（1）設備設置：設備邏輯：PLC；設備：OmronHostlink；通信方式：串口（COM1或COM2）設備地址：1。

（2）通訊參數(shù)：數(shù)據(jù)位：8；波特率設置：

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

3.2檢定記錄表設計

根據(jù)相關要求，對記錄表進行設計，為了確保各項數(shù)據(jù)能夠被填入到相應的位置。在完成任務時，如圖2所示完成記錄表填寫。

圖2　檢定記錄表填寫

4　結論

在對壓力表自動檢定系統(tǒng)進行設計時，主要運用了PLC技術、計算機組態(tài)軟件技術，其能夠使壓力表示值的自動檢定問題得到有效解決，通過這種方式可有效減輕工作量，并實現(xiàn)自動檢定，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確性和檢定效率。

[1]周兵.壓力表自動檢定儀的設計[J].上海計量測試，2011，(1)：21-22.

[2]徐利明，劉志壯，張笑.壓力表自動檢定系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].測控技術，2013，(7)：138-141.

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

[4]劉璽.壓力儀表校驗系統(tǒng)設計研究[J].自動化與儀器儀表，2012，(5)：219-220.