作者20多年來一直從事電氣管理與技術工作,對高壓電氣控制設計,自動控制技術應用具有豐富的經驗,目前致力于VB與數據采集技術在電機檢測測控的應用,以及HMI—PLC在電機檢驗測控和專用電機生產設備中的應用,成攻開發了基于VB和數據采集卡的電機出廠檢測系統,基于HMI—PLC的電機出廠檢測臺和基于PLC的自動繞線機,提高了公司生產設備的自動化水平和效率.

曾經使用VB與數集采集卡開發電機檢測系統.出于簡單高效的考慮,本人采用HMI和PLC構成系統成功開發了直流電機生產線出廠測試臺,只按一個開始按鈕即可完成測試工作并做出”合格”,”不合格”,”頂齒”,”力矩調整失敗”等判斷,同時以不同顏色提示,很人性化地完成測試過程而不用人工判斷合格與否.

系統構成:

PLC采用永宏公司的產品,HMI采用上海步科公司的EVIEW人機產品,信號調理采用北京宏拓科技的產品,這些器件的可靠性都非常好,確保了架構的成功.

PLC程序構成如下:

人機(HMI)編程產生的開機界面如圖1:

其中操作與使用幫助是個按鈕,點擊及進入幫助頁面,點擊下方的VIEW按鈕彈出快速選單如圖2,點擊圖2上各個按鈕可進入個界面.

圖1開機界面

圖3是參數設定界面將各個量程數據輸入后點擊參數確認按鈕存入PLC的D或R寄存器中.由PLC程序調用在數據處理中參與計算.電機起動后進行測試,由PLC程序進行采集和計算,在測試界面顯示出來,并自動判斷合格與否,如合格則測試界面上部的多狀態元件變成蘭底紅字的”合格”字樣,不用人工判定合格與否,并且數據鎖存在界面上,直到下次測試開始.

圖4測試界面

PLC程序部分分析:PLC程序梯圖較大,只能部分剪切下來如下各圖所示.D1000寄存器對應于測試界面的合格標志多狀態顯示元件.D1000值對應的顯示如下表,測試時跟據判斷結果對D1000賦予不同的值就會顯示不同的圖文.圖5中N001

網絡是在進入測試工位時X3上升沿對D1000復位,HMI上顯示待測試.N002到N005網絡是電機起動后1.5秒速度低于設定值則判定起動機頂齒,停機并顯示頂齒.圖6中網絡N011是對參數設定界面輸入的電壓量程和電流量程數據進行整型到浮點型變換和計算.圖7中是對標準參數界面輸入的設定值進行變換和計算,如電壓和電流.圖8網絡是調用調零程序,由于信號調理或傳感器都有可能產生初始偏移,所以需要調零程序,把初始數據采樣并存入某些寄存器中,參與測試過程的數據計算才會準確.圖9和10是對空載時電流采樣和計算并顯示到HMI測試界面的空載電流欄中,其算法是從PLC模擬通道R3841中通過MOV指令讀取數據,通過I>F指令進行浮點數變換,通過FSUB指令減去調零值,通過FMUL指令乘以電流量程,通過FDIV指令除去必須的16383(不同的PLC設置不一樣),最后送HMI顯示.圖12和圖13是測試完成后對測試值(電壓,電流,轉矩,轉速的空載和負載值)與標準參數設定值比較,產生不同的判斷信號.圖12是不合格判定顯示程序,圖13是合格判定顯示程序,只要參數中有一個不合格即把3值送到D1000,測試界面顯示不合格,只有全部參數都合格才能在網絡127把1值送到D1000,測試界面顯示合格.

HMI—PLC架構在電機行業的推廣:PLC是高可靠的產品,HMI近年來發展很快,兩者價位并不高,組態方便,在很多設備上已經得到應用,本人首次對其在電機測試應用進行開發,效果不錯,雖然是直流電機測試,但可推廣到交流異步電機的出廠測試中,同樣會有出色的效果.本架構同樣可在高檔發電機組中得到應用,也可在雙電源ATS自動切換中得到應用,當然成本可能會高些，但是提升了產品的檔次.

圖5頂齒判斷和合格復位部分程序

圖6電壓和電流量程變換部分程序

圖7標準數據變換程序

圖8調用調零程序

圖9空載電流采樣與計算

圖10空載電壓采樣與計算續

圖11測試采樣值與標準參數設定值比較

圖12不合格標志程序

圖13合格標志程序