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PLC在箱廚、柜類家具力學(xué)性能試驗機中的應(yīng)用

隨著技術(shù)水平的提高，各種類型的箱廚、柜類家具在不斷翻新上市，生產(chǎn)量也在大量增加，生產(chǎn)廠家曰益增多，如何對箱柜的質(zhì)量進行檢測是當(dāng)務(wù)之急，為此我們研制成功由可編程序控制器作為主控單元的箱廚、柜類家具力學(xué)性能試驗機電一氣動控制系統(tǒng)。可按照國家標準GB10357、和輕工部行業(yè)標準QB/T用于檢測各種箱廚、柜有關(guān)性能指標，以保證生產(chǎn)質(zhì)量。　　箱廚載荷與門啟閉耐久性聯(lián)合試驗示意試驗裝置與試驗方法本系統(tǒng)由4臺試驗機組合而成，可以進行各種類型的箱廚、柜類家具耐久性試驗和強度試驗，包括載荷試驗（包括面板載荷試驗和背面檔板載荷試驗）；主體結(jié)構(gòu)與底架的強度試驗；柜門、箱門、箱蓋啟閉耐久性試驗；箱門、廚門、箱蓋猛開強度試驗；箱把強度試驗等。　　下面以箱廚同時載荷與箱廚門啟閉耐久性綜合試驗為例說明它們的試驗原理和試驗方法。　　載荷試驗是將試件水平放置，按照規(guī)定將質(zhì)量塊4軟件設(shè)計3PLC電一氣動控制系統(tǒng)本系統(tǒng)采用日本OMRON可編程控制器。它具有標準化的硬件和軟件設(shè)計，包括同步脈沖控制，中斷輸入，脈沖輸出，模擬輸出和時鐘功能。輸出直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，內(nèi)部具有邏輯控制、定時器、計數(shù)器、鎖存器、主控功能等，CPU單元是一種獨立單元，可以處理大量的機器控制，因此，它是一種理想的儀器用的嵌入式控制單元，設(shè)有60個輸入輸出點，并可以擴展，內(nèi)部還設(shè)有320個輔助繼電器，其中保持繼電器168個并具有停電保護功能并具有完善的自診斷功能、程序檢查功能，抗干擾能力強和應(yīng)用靈活等優(yōu)點。可適應(yīng)于惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)是不是真的有廠房境。編程器用于和修改程序，試驗過程實時監(jiān)視，可根據(jù)不同的試驗等級隨時調(diào)整試驗參數(shù)，構(gòu)成試驗過程的顯示屏模式。系統(tǒng)通過循環(huán)掃描程序，使數(shù)據(jù)讀入暫存器，接著PLC逐條執(zhí)行用戶程序，直至達到后一條結(jié)束語句。然后把暫存器的狀態(tài)參數(shù)輸出到輸出模塊，控制執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行有關(guān)的試驗功能。　　由于篇幅限制，這里僅以箱廚強度試驗為例介紹PLC電-氣動控制系統(tǒng)。試驗機以壓縮空氣作為動力源，壓力為。5MPa左右，由PLC來的控制信號，通過交替控制四個電磁換向閥來達到控制四個氣缸連續(xù)交替動作，使加載墊交替承受載荷，加載頻率由PLC控制，加載次數(shù)設(shè)置后能自動計數(shù)，到預(yù)置數(shù)后計數(shù)器自動發(fā)出停止信號使系統(tǒng)停止工作，試驗機系統(tǒng)具有記憶功能，在試驗過程中，若需暫停或關(guān)閉電源，只要不按復(fù)位鍵，重新啟動后，仍可在原計數(shù)值基礎(chǔ)上繼續(xù)工作和計數(shù)，在循環(huán)測試過程中，由傳感器讀出裝置到位情況并把信號返回給PLC，以決定是否做下一步動作而實現(xiàn)閉環(huán)控制，由于采表現(xiàn)在：1是創(chuàng)新能力與技術(shù)開發(fā)能力較為薄弱；2是生產(chǎn)能力小用PLC設(shè)置和控制試驗機的試驗功能，與全氣動試驗機相比該機氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。PLC電-氣動控制系統(tǒng)簡圖如所不。　　由于采用PLC控制，系統(tǒng)的體積大為減少，控制對象越多成本越低，本系統(tǒng)可以通過模塊化結(jié)構(gòu)擴展成各類家具的多功能測試系統(tǒng)，如：軟體家具、木家具等力學(xué)性能試驗。而且可靠性大為提高，同時可以很方便地改變系統(tǒng)的順序動作，本系統(tǒng)采用1臺PLC控制多臺試驗機，效果良好。　　本系統(tǒng)的程序設(shè)計采用功能模塊化結(jié)構(gòu)，使整個程序?qū)哟畏置鳎Y(jié)構(gòu)清晰。通過故障自診斷判斷，可以及時提醒使用者找出故障源，及時排除故障。是箱廚強度試驗程序流程及故障自診斷框圖。　　Timer控件的可用性。當(dāng)Enable屬性值為True時，Interval屬性值確定了控件產(chǎn)生定時事件的間隔。應(yīng)用程序必須至少創(chuàng)建一個窗體（Form）才能使用Timer控件。設(shè)置好定時間隔，并在Timer事件中加入相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和控制輸出代碼即可實現(xiàn)定時數(shù)據(jù)采集和控制輸出。雖然實時控制中使用Tnner控件進行軟件定時非常方便，但也有一些限制，如定時的度和定時的可靠性問題。但如果采取以下措施，Timer控件定時性能可以得到提高。以適應(yīng)一般的控制需要：①系統(tǒng)采樣周期的度要求不大于55ms.如液位、流量、溫度等過程控制；②除了數(shù)據(jù)采集和控制輸出代碼，在定時事件中不要放入復(fù)雜的控制運算，降低CPU不必要的運算強度和額外開支；③優(yōu)化系統(tǒng)軟件環(huán)境。減少其他程序的運行，尤其是對外圍設(shè)備訪問頻繁的應(yīng)用程序。　　3.2采用Win32API定時函數(shù)Win32提供了另一種可行的定時控制方案，即利用位于Win32底層的定時控制API函數(shù)。Win32API函數(shù)又稱應(yīng)用程序編程接口函數(shù)，在定時間隔到來后，線程通過Time-SetEvent調(diào)用TimeProc函數(shù)，該函數(shù)對定時事件進行判斷，符合條件則調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、控制輸出和控制運算，否則調(diào)用TimeKillEvem取消該定時事件。　　3.3進一步提高Win32API定時函數(shù)實時性的措施在Win32環(huán)境下由于多任務(wù)的搶先式調(diào)度機制，實時控制程序所在的進程或線程可能不能及時得到系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限。所以即使采用Win32API定時函數(shù)仍然不能保證達到很高的要求。問題的解決必須從線程和線程的優(yōu)先級安排著手。將該線程設(shè)置在實時級，可以達到較好進程范圍內(nèi)定時要求。　　經(jīng)實際操作和反復(fù)。另外執(zhí)行部分（繼電器等）、外部數(shù)字量輸入口與數(shù)字I/O板的TTL電平接口必須用光耦器件隔離起來，以起到保護核心部件和抗干擾作用。　　3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計應(yīng)用程序采用TC+ +3.0開發(fā)，軟件分為檢測、執(zhí)行、異常處理等模塊，根據(jù)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件要具有實時性，靈活性，可靠性，可維護性的要求，編制軟件時增強了各模塊功能專一性，降低復(fù)雜程度，組成的主程序結(jié)構(gòu)清晰，主程序框圖見。