西門子S7—200在汽車燈顏色耐久性測試系統中的應用

于建文+田應軍

摘 要 本文介紹了燈絲燈泡模式控制儀配合高低溫交變潮濕試驗箱在汽車燈顏色耐久性控制系統中對于燈絲燈泡通/斷電狀態的精確自動控制；實現了汽車燈絲燈泡的特殊時間控制、循環控制，并能實時監控程序進度、運行結束自動關閉程序等特殊要求。

【關鍵詞】汽車燈 顏色耐久性 PLC開關模式 燈泡通/斷

燈絲燈泡的顏色耐久性是產品質量的重要指標之一，但是由于市場上目前沒有高精度自動化的燈絲燈泡模式控制儀配合高低溫交變潮濕試驗箱完成顏色耐久性測試，所以很多廠商對此項指標檢測也是望洋興嘆，本文通過S7-200 PLC在汽車燈顏色耐久性系統中的應用，解決了目前我國汽車燈顏色耐久性技術指標檢測的空白。

在我們的日常生活中，汽車燈泡由于其特殊的要求及用途，生產制造商會對其玻殼進行涂色或者制造成需要的顏色，比方紅色、琥珀色、藍色等，而為了檢驗這些顏色的耐久性，這就需要我們研發專門的程序、儀器配合高低溫交變試驗箱來進行檢測顏色耐久性，而實驗中通常會區分不同的顏色不同的控制要求（控制要求見GB 15766.1附錄I，由于標準目前只有對白色、琥珀色、紅色進行規定，故此系統只需安裝三種顏色設計），這就要求我們燈絲燈泡模式控制儀能夠完成多種顏色及模式的控制要求，操作簡單、不易發生故障，穩定性好等特點，怎么才能達到設計要求并滿足實驗使用呢？通過查閱資料、標準研讀以及程序分析，最終我們選取了西門子200 PLC配合觸摸屏來實現實驗要求。因為西門子S7 200雖然價格比國產的PLC貴，但是它是西門子PLC中比較經典的型號，穩定性經過市場的多年驗證，響應速度快、編程簡單，程序修改方便等優點。下面我就將此系統的工作原理及控制系統進行介紹：

1 設計構想

此儀器的設計大致分為兩部分：

1.1 軟件控制

PLC編程部分，滿足實驗要求GB15766附錄1；觸摸屏部分，界面美觀大方，能夠方便操作，直觀體現試驗進程，各個按鈕直接互相制約防止誤觸。觸摸操作界面大致為五頁，開機歡迎界面、模式選擇界面、程序運行界面，三種程序共三頁。

1.2 硬件部分

響應速度快，能夠經受高頻率開關次數。為了防止誤操作或其他原因引起的電路故障、觸摸屏失靈等，我們需要在控制儀上設置實體按鈕可同時控制程序的運行。

2 汽車燈顏色耐久性測試系統設計原理

它是通過觸摸屏操作監測實驗進程、西門子 S7 200控制程序對固態繼電器進行開斷，從而實現燈絲燈泡的通斷狀態（如圖1），實現對負載的模式控制，而負載通斷狀態，反饋給觸摸屏從而實現實時監控運行狀態以及運行時間。

3 汽車燈顏色耐久性測試系統工作過程

首先打開測試系統控制電源，系統自動進入歡迎界面，顯示單位、時間等信息，倒計時后自動跳轉至顏色選擇界面，為了檢驗燈絲燈泡模式控制儀供電輸出與負載端連線是否正確及調試供電電壓等需要，為此我們在歡迎界面加入測試按鈕。

進入系統后，通過觸摸屏上主界面對顏色耐久性測試燈泡顏色進行選擇，按開始，指示燈變亮并顯示運行，按對應確認進入工作界面，如圖2所示。

為了保證實驗可靠及安全，對于三種顏色選擇觸摸按鈕我們進行了互鎖設計，即只能同時按下一個顏色選擇按鈕進行確認進入對應模式控制。同時為了操作人員能夠快速熟悉系統查看當前工作模式下控制狀態及監測系統是否有異常，我們在系統中加入操作說明及GB15766.1 2008附錄I對于燈絲燈泡的控制要求。

選定一種顏色按下確認，系統進入對應模式控制程序如圖3所示。

控制程序中有指示燈、開始、暫停、復位、運行狀態等基本功能信息，只需按下開始，系統便可自動按照設定程序對燈絲燈泡進行控制，實現實驗要求。因為系統運行10個周期，運行時間較長為了便于中途系統故障排除及其他原因引起的異常排除，而不影響系統運行時間故增加了暫停按鈕，當故障排除之后只需按照操作說明恢復即可。在此界面的左邊為我們設計了模式運行指示燈，右邊設計了各個模式的運行時間及周期等狀態欄，當系統開始運行之后左側模式指示燈及運行指示燈開始工作，右側的時間同步計時，中間的紅色空心框也會隨著時間變化進行填充（即進度條），至此整個周期結束。

本控制系統是基于西門子S7-200 PLC實現了汽車燈顏色耐久性測試特殊的控制要求，設備具有操作簡單、高穩定性，快速開關及高精度等特點，整個測試過程時事完全滿足國家標準中對汽車燈顏色耐久性測試的要求。

參考文獻

[1]GB15766.1-2008附錄I顏色耐久性測量試驗條件[M].中國標準出版社，2008.

[2]基于西門子S7-300PLC汽車燈壽命測試控制系統[J].電工技術，2007.