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巨控PLC在位移传感器耐久性测试中的应用

发布时间:2016-05-17 15:14     新闻类型:应用案例      人浏览
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摘 要:本文介绍了台湾巨控PLC在位移传感器耐久性测试中的应用,通过巨控PLC与位移传感器的系统连接,并配合步进电机与文本显示器使用,可以在测试过程中实现实时显示误差数据、误差范围内位移传感器测试的次数、报警并自动停止测试等功能。

关键词:巨控PLC 位移传感器 步进电机 文本显示器

Abstract:This article describes the application of Taiwan’s Yottacontrol PLC in durability testing of displacement sensor. Connected by Yottacontrol PLC with a displacement sensor, and with the stepping motor and text display,. It can real-time display error data in the testing process, within the error range frequency displacement sensor test, alarm and automatically stop the test and other functions.

Keywords:Yottacontrol PLC Displacement Sensor Stepping motor Text Display


1 引言

随着科技的发展,人工成本的提高,各类传感器需求越来越大。位移传感器从生产过程到最后产品测试都是非常重要的,在最后的产品测试环节,需要构建一个完善的测试系统才能方便可靠的进行测试。在一个全方位的检测系统中,需要实现实时显示误差数据、误差范围内位移传感器测试的次数、报警并自动停止测试等功能。

台湾巨控PLC是一款体积小巧,功能强大的可编程控制器。它不仅具有数字量、模拟量输入,四轴脉冲控制,内置液晶文本显示器,并且是目前业界首款可直驱步进电机的控制器(直驱最大电流1.75A)、4个通讯端口可提供强大的编程及通信功能,自主开发编程语言(FBD)具有丰富的数据运算和逻辑处理功能,简单易用。台湾巨控PLC在集中控制系统、分散式控制系统、远程数据采集系统中都有广泛的应用。

2 项目分析

2.1 客户需求

根据客户测试产品的规格要求,总阻抗变化在±5%内为合格。在进行位移传感器寿命测试过程中,一旦检测到总阻抗值超过±5%停止测试,并记录使用寿命次数。

2.2 解决方案

此测试系统所测试的传感器类型有两种:直线式位移传感器、角位移传感器。传感器测试电路图1、2所示。

巨控PLC,位移传感器,步进电机

图1 直线位移传感器电路                     图2 角传感器电路                                

在进行直线位移传感器测试时,根据传感器测试电路,可以在外部串联一个1KΩ电阻,那么正常电流为12V/6KΩ=2mA,则AI0满行程的电压为12V、AI1电压为2V。当在测试过程中滑变电阻器不断磨损,电阻会慢慢增大、总电流会随之减小,5KΩ×5%=250Ω,此时电流为12V/(1K+5K+250)Ω=1.92mA.此时滑变电阻器电压为10.08V,AI1为1.92V。巨控PLC模拟量输入为0-10V,对应内部数值为0-1000,一个刻度值对应10mV,同时可以接4路模拟量输入。AI1的电压从2V→1.92V,程序内部数值变化为200→192,则可以测量出何时电阻值达到5%的偏差,并且可以记录使用寿命次数是多少。测试过程中需要用到步进电机作为转动机构,达到某一范围时需要反转,从而达到反复测试效果。测试过程流程图如图3所示。

巨控PLC,位移传感器,步进电机

图3 测试过程流程图

3 硬件设计

3.1 硬件配置

(1)巨控PLC A-5189-T(主站)

(2)巨控I/O扩展模块A-1055

(3)巨控文本显示器ATP2

(4)步进电机

(5)位移传感器

硬件配置连接示意图如4所示。

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图4 PLC与扩展I/O、ATP2文本显示器连接图

步进电机与PLC连接如图5所示。

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图5 步进电机接线图

巨控PLC A-5189-T模拟量输入点、通信端口、电源如图6所示。 扩展I/O模块A-1055输出点接线图如图7所示。

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图6  A-5189-T模拟量输入点、通信端口、电源

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图7 扩展I/O模块A-1055输出点接线图

3.2 巨控PLC

测试系统中所用到的型号是A-5189-T,此型号PLC有4路模拟量输入、4路数字量输入、4路晶体管输出(每路可发脉冲100KHz)可直接驱动步进电机。支持ModBus RTU协议,有两组RS-485、一组RS-232一个USB数据端口以满足用户通信需求。

3.3 文本显示器

在此测试系统设计中,使用了巨控ATP2文本显示器,它自带4个按键输入功能,可以在程序中根据用户需求自定义功能,也可以直接监控修改程序参数,而且免开发,直接与巨控PLC连接即可使用。

4 软件设计

程序设计:如图8所示为位移传感器测试程序。程序中当启动步进电机进行测试时,运行信号M2通过ModBus 传送到I/O模块Q1,输出信号Q1作为启动运行指示灯信号。F0功能块是巨控文本显示器ATP2所特有的按键功能,F0为测试次数清零,F1功能块是启动步进电机运行,AI0模拟量输入是位移传感器的模拟信号输入,当AI0的输入值为0V时步进电机正转,随着电机的转动位移传感器输出电压模拟量随之增加,当增加到9V时步进电机反转且测试增加一次,Text功能块为实时显示当前模拟量输入情况、误差、测试次数;AI1模拟量输入是外接电阻1KΩ的模拟信号,根据AI1模拟量电压输入低于1.92V时,输出报警信号M1通过ModBus 传送到I/O模块Q0,此时测试次数停止计数,保持合格时的次数。且步进电机带动传感器返回到0V位置时停止运动。程序中还设计了步进电机的加减速度调整如图4所示,F2为减速功能,F3为加速功能。步进电机接线图如图9所示。

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图8位移传感器测试程序

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图9 步进电机速度调整程序

5 总结

此位移传感器测试系统的应用同样适用于温度、湿度、压力、流量、等模拟量输入类型的系统应用。它具有使用方便、接线简单、程序易开发、高性价比等特点。巨控PLC还具有实时数据保存功能,可以完整记录整个测试过程中的全部数据,以便用户了解测试样品在整个耗损周期内的数据变化。

目前在模拟量采集精度上存在一定的不足,巨控的PLC精度是10位,最小分辨率的10mV,在后期巨控PLC将提高精度到16位以满足更高的采集数据要求,并且将补充电流型的模拟量输入采集控制器。

6 参考文献

7 附录

以下图8、9为此控制系统中的部分实物连接图。


巨控PLC,位移传感器,步进电机

图8 A-5189测试图1                         图9 A-5189测试图2

本案例所用到的位移传感器是由深圳市米诺电子有限公司提供,深圳市米诺电子有限公司从事线性位移传感器(线性电位器)和角度传感器的研发和生产。公司主导产品:线性位移传感器,角度传感器,信号处理器,智能仪表,位于中国深圳的专业队伍制造的高性能产品适应于精密位移和角度测量,主要服务于汽车,机械工程,塑料,医疗设备,液压,气动,医疗产品和控制产业等领域。公司不仅能提供完善的产品链满足您不同的需求,而且可以针对客户要求进行开发定制。

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联系人:满 翔
联系电话:18127066679
传真:+86 0755-83452531  
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