【正文】 安裝開孔尺寸 224161mm 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 4 軟件設計 全自動氣密檢測機數(shù)據(jù)采集及控制儀設計的軟件系統(tǒng)包括下位機程序和上位機程序兩部分。下位機程序主要有主程序、開關量輸出子程序等幾個模塊。上位機程序主要是通過串行接口實現(xiàn)對控制儀的控制，并且可以接收下位機的數(shù)據(jù)并顯示相關變化曲線。 下位機程序 圖 41 所示的是系統(tǒng)總流程圖。系統(tǒng)啟動后，首先系統(tǒng)初始化，然后讀取系統(tǒng)參數(shù)，進入主程序后進行觸摸屏顯示、閥門開度控制程序、模擬量比較計算程序、停機程序和報警程序等構(gòu)成。 讀 取 系 統(tǒng) 參 數(shù)氣 壓 值 及 狀 態(tài) 顯 示系 統(tǒng) 初 始 化氣 壓 值 是 否 超 過 設 定 值是比 例 流 量 控 制 閥 的 開 度 是 否 不 變否比 例 流 量 控 制 閥 開 度 不 變是否開 始 圖 41 主程序流程圖 主程序 PLC 上電或復位時，首先進入主程序。主程序包括對系統(tǒng)的初始化，調(diào)用A/D 子程序和判斷是否有異常報警等。初始化程序主要是對 I/O 口、定時器、串行口以及全局變量的初始化 [18]。經(jīng)過初始化程序之后，系統(tǒng)的各個部分準備就曹雪冰：基于 PLC 的密閉設備氣密性檢測系統(tǒng) 22 緒，可以進入工作狀態(tài)。比例流量控制閥開度改變與否是根據(jù) 傳感器檢測出的氣壓值與設定值符合與否而設定的。 上位機程序 本設計的上位機程 序也就是 HMI 人機交互，采用的是上海布科電氣有限公司生產(chǎn)研發(fā)的 MT4400T 型，該 HMI 的界面包括檢測工位窗口、狀態(tài)監(jiān)視窗口、運行控制窗口等，在狀態(tài)監(jiān)視窗口中，提供了壓力設定、壓力檢測、流量檢測、檢測結(jié)果等界面，顯示直觀明了。 HMI 界面見下圖： 圖 42 HMI機狀態(tài)監(jiān)視界面圖 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 圖 43 HMI 機狀態(tài)監(jiān)視界面圖 圖 44 HMI機參數(shù)設定界面圖 曹雪冰：基于 PLC 的密閉設備氣密性檢測系統(tǒng) 24 圖 45 HMI 機運行模式界面圖 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 25 5 系統(tǒng)調(diào)試 在完成硬件電路設計和軟件設計后，對系統(tǒng)進行了調(diào)試，以測試整個信號采集 系統(tǒng)的性能并對其進行優(yōu)化，使其可以進行正常可靠的工作。 圖 51 是全自動氣密檢測系統(tǒng)密封腔體壓力變化（充壓過程）示意圖。從圖51 可知首先將檢漏機與被檢測設備氣路連接，檢查整個被測設備的密閉腔體符合 RFJ202 RFJ042021 的相關要求 [19]。通電后開始設定各種狀態(tài)及參數(shù)（操作模式、充壓時間、穩(wěn)壓時間、壓力參數(shù)、流量參數(shù)等），然后開機將有壓氣源（采用空氣壓縮機供氣）接入至檢漏機（預先通過進氣調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)控制一次氣體壓力為 ~ M Pa），氣體經(jīng)氣路進入手動調(diào)壓器二次調(diào)壓（一般為 M Pa~ M Pa，預先調(diào)節(jié)，以保持比例流量控制閥正常工作為宜）后進入比例流量控制閥，有控制地充入密閉腔體。腔體內(nèi)的壓力隨著氣體的增加由零不斷增高逐漸逼近目標值（ RFJ012021 中規(guī)定防護門為 100Pa，密閉門為 50 Pa），腔體內(nèi)壓力變化曲線如圖 51。壓力監(jiān)測是從密閉腔體取樣口引出氣體至壓力變送器，測出腔體內(nèi)的實時壓力值，反饋至可編程控制器并反映在監(jiān)控面板上，可編程控制器按預先編制好的程序邏輯根據(jù)密閉腔體內(nèi)壓力實時變化值控制比例流量控制閥的開度不斷變化 [20]，直至腔體內(nèi)的壓力達到并穩(wěn)定 在預先設定的目標值。在此狀態(tài)下，密閉腔體泄露出的氣體數(shù)量與進入腔體的氣體流量達到動態(tài)平衡，進氣管路中測得的流量值就等同于該密閉腔體的漏氣量。流量監(jiān)測由安裝在進氣管路上的氣體流量變送器實時測量出流量數(shù)值反饋至可編程控制器并反映在監(jiān)控面板上。圖 51 中垂直軸 P 為腔體內(nèi)壓力數(shù)值，水平軸 T 為與其相對應的時間，t t t t4是由比例流量控制閥開度的運動速度 K 所決定，黑線為腔體內(nèi)壓力變化曲線（示意）。 P0、 P P P P K K K K K5 均在開機前設定輸入。以某次測定產(chǎn)品 GM1020 為例， 設定的 P0為 50、 P1 為 P2為 3P3 為 P4 為 45，同時對應的控制比例流量閥開度的電信號 K K K K4分別設定為 1/ 1/ 1/30 、 1/60、 1/90。以上過程可以作以下描述，開機初期，比例流量控制閥以每 4 秒鐘 1 個信號的速度快速打開，當腔體內(nèi)迅速升至30Pa 后改為 10 秒 1 個信號的較快速度開啟，腔體內(nèi)壓力達到 35Pa 后又改為 30秒 1 個信號的較慢速開啟，當壓力為 40Pa 時又再次改為每 60 秒 1 個電信號的慢速開啟，當壓力為 45Pa 時最終以每 90 秒 1 個電信號的速度很緩慢地進入 P0區(qū)域，（ RFJ042021 中規(guī)定 P0 為 50Pa，讀數(shù)有效區(qū)域為 50+2Pa），若 P 值超過52Pa 后，比例流量控制閥就減小開度，使腔體內(nèi)的壓力繼續(xù)維持在有效區(qū)域內(nèi)曹雪冰：基于 PLC 的密閉設備氣密性檢測系統(tǒng) 26 [21]。 P 1P 2P 3P 4k 2k 3k 4 圖 51 全自動氣密檢測系統(tǒng)密封腔體壓力變化（充壓過程）示意圖 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 27 個人總結(jié) 本文研制的全自動氣密檢測機數(shù)據(jù)采集及控制儀是一種采用流量法來檢測氣體密閉性的儀器。 本文在對全自動氣密檢測機工作原理研究的基礎上做了以下具體工作： (1) 在認真對于課題任務 設計書的分析和全自動氣密檢測機工作原理的研究，制定了系統(tǒng)的總設計方案。 (2) 本設計對全自動氣密檢測機的信號采集、輸入模塊的信號調(diào)理電路的模擬電路的設計和信號輸出模塊的兩路開關量輸出電路及變送信號放大電路的設計。 (3) 進行了 PLC 的程序編寫，使用 PLC 對整個系統(tǒng)的工作運行進行控制。 (4) 為系統(tǒng)設計了串行通信，實現(xiàn)了本系統(tǒng)與其他設備的連接互動。 得到以下結(jié)論： 隨著計算機技術的產(chǎn)生以及社會對于電子信息產(chǎn)業(yè)給人們帶來的便利，人們對于智能化的需求越來越高，微處理器的發(fā)展也隨著發(fā)生巨大的變化。而微處理器作為 PLC 的核心，因其簡單的結(jié)構(gòu)、方便的編程、很高的可靠性在工業(yè)過程和位置的自動控制中得到廣泛的應用與發(fā)展 。 該設計中的全自動氣密檢測機總體概括了 PLC、傳感器以及微處理器的功能還有效的結(jié)合了智能控制與其進行數(shù)據(jù)分析和輸送。 總體來說分為兩點：一是對信號進行采集時通過運用傳感器來實現(xiàn)，然后經(jīng)放大調(diào)理后輸送給 PLC 進行信號的處理分析，這時在選擇放大電路時需小心謹慎，要保證能安全穩(wěn)定的工作。二是精密度問題，它是傳感器的最為重要的性能指標，所以精密度越高越好，因此在對傳感器進行選型時本設計采用的是空壓機專用的傳感器 [22]。 盡管本文設計基本滿足系統(tǒng)的要求，但還有許多需要改進的地方，例如空壓機及密閉超壓檢測腔選用等。由于時間、費用等原因沒有制作成樣機。 曹雪冰：基于 PLC 的密閉設備氣密性檢測系統(tǒng) 28 謝 辭 四年的大學生涯隨著畢業(yè)論文的結(jié)束即將進入尾聲，在這四年的大學生活中，累過，笑過，苦惱過，迷茫過，任性過，反省過，尤其是在這一年深感前途的迷茫，一直都在尋找著前進的方向，在同學的幫助和老師耐心的教會之中，我漸漸的走出了盲區(qū)，找到了奮斗的目標和動力，在這四年的生活中，我也得到了鍛煉，在各種磨練之中得到了成長，在此，我想對在這四年大學里陪伴、幫助和指導過我的人 說一聲發(fā)自內(nèi)心的感謝。 首先，我要感謝老師們對我的悉心指導和 諄諄教誨，在這我尤其要感謝我的論文指導老師喬愛明老師，本課題是在喬愛明老師的耐心指導下順利完成的，從論文的選題，資料的查詢，實驗的設計到論文的最后完成，都是傾注了喬老師的精力和心血。他是個知識淵博，工作一絲不茍，品德高尚，是個很有責任心的老師，他的授課非常的生動，在他的課上我都能聚精會神的聽講，他教會了我很多，讓我懂得了如何去面對自己的不足，并且及時的去糾正，告訴我以后在人生的路上如何去面對生活的得與失，在這我要表示深深的感謝。 同時我還要感謝我的 大學室友和同學以及在社團認識的朋友，是他們豐富了我的大學生活，讓我體會到了作為一個大學生該有的快樂和關懷，可能他們不是最帥最優(yōu)秀的，但是在我眼里他們是最可愛的，只要跟他們在一起我會有家一般的感覺，寢室是我在外地城市上學感覺最溫暖的一個地方。感謝我的大學室友。他們教會了我包容和理解，因為有你們我的大學生活才不至于這么枯燥。 其次我還要感謝我的家人，感謝你們給了我這個求學的機會，感謝你們這二十多年來對我精神上的支持和鼓舞，我堅信在你們不斷地鼓勵和關愛之中，在以后的生活中我會克服重重困難，勇敢的迎接社會給與的種種 挑戰(zhàn)，因為有你們的愛，我的未來會越來越美好。 最后，再次對所有關心和幫助過我的老師，同學，朋友，家人表是我最真摯的感謝 ! 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