【正文】 制程序 液壓系統(tǒng)徑側(cè)向的動(dòng)作要符合動(dòng)作要求。程序中設(shè)計(jì)1DT、2DT互鎖，3DT、4DT互鎖。延時(shí)5S由定時(shí)器TT6控制。程序中定義了輸入變量、輸出變量、中間變量[23]。變量見(jiàn)表4－3。KA_Open為自動(dòng)控制與手動(dòng)控制的切換變量，Mode變量為加載模式切換變量。表4－3 變量表名稱數(shù)據(jù)類型地址初始值描述INM1_StartBool 0FALSE1＃電機(jī)啟動(dòng)M1_StopBool FALSE1＃電機(jī)停止M2_StartBool FALSE2＃電機(jī)啟動(dòng)M2_StopBool FALSE2＃電機(jī)停止Radial_pressBool FALSE徑向壓下Radial_StopBool FALSE徑向停止Radial_BackBool FALSE徑向回程Lateral_StretchBool FALSE側(cè)向伸出Lateral_BackBool 1 FALSE側(cè)向回程Lateral_StopBool FALSE側(cè)向停止RestBool FALSE故障消除復(fù)位STOPBool FALSE故障停車KA_OPENBool FALSE手動(dòng)狀態(tài)打開OKBool FALSE加載完畢信號(hào)M_initalBool FALSEModeBool FALSE加載模式OUTInital_OKBool 2 FALSE初始化完畢TEMPR_Inital_OKBool 0FALSE徑向初始化完畢L_Inital_OKBool FALSE側(cè)向初始化完畢I/OM1_startbottonBOOLI FALSE1＃電機(jī)啟動(dòng)M1_stopbottonBOOLI FALSE1＃電機(jī)停止M2_startbottonBOOLI FALSE2＃電機(jī)啟動(dòng)M2_stopbottonBOOLI FALSE2＃電機(jī)停止All_stopbottonBOOLI FALSE故障停車RestbottonBOOLI FALSE系統(tǒng)故障消除M1_relayprotectionBOOLI FALSE1＃電機(jī)熱保護(hù)M2_relayprotectionBOOLI FALSE2＃電機(jī)熱保護(hù)M1_threephaseprotectionBOOLI FALSE1＃電機(jī)缺相保護(hù)M2_threephaseprotectionBOOLI FALSE2＃電機(jī)缺相保護(hù)Oil_levelhighBOOLI FALSE油位高信號(hào)Oil_levellowBOOLI FALSE油位低信號(hào)Radial_presslimitBOOLI FALSE徑向壓下限位Radial_backlimitBOOLI FALSE徑向回程限位Lateral_stretchlimitBOOLI FALSE側(cè)向伸出限位Lateral_backlimitBOOLI FALSE側(cè)向回程限位Oil_temperatureBOOLI FALSE油溫信號(hào)Radial_pressbottonBOOLI FALSE徑向壓下按鈕Radial_backbottonBOOLI FALSE徑向回程按鈕Radial_stopbottonBOOLI FALSE徑向停止按鈕Lateral_stretchbottonBOOLI FALSE側(cè)向伸出按鈕Lateral_backbottonBOOLI FALSE側(cè)向回程按鈕Lateral_stopbottonBOOLI FALSE側(cè)向停止按鈕M1BOOLQ FALSE1＃電機(jī)控制M2BOOLQ FALSE2＃電機(jī)控制Radial_1DTBOOLQ FALSE1DTRadial_2DTBOOLQ FALSE2DTLateral_3DTBOOLQ FALSE3DTLateral_4DTBOOLQ FALSE4DTRadial_3KABOOLQ FALSE徑向保護(hù)開關(guān)Lateral_4KABOOLQ FALSE側(cè)向保護(hù)開關(guān)Oil_temperaturehighBOOLQ FALSE油溫高開水閥Oil_tenperaturelowBOOLQ FALSE油溫低停水閥OillevelhighBOOLQ FALSE油位高信號(hào)OillevellowBOOLQ FALSE油位低信號(hào)Stop_RestBOOLQ FALSE故障/復(fù)位以下是幾個(gè)典型的控制程序。1＃電機(jī)控制程序：自動(dòng)手動(dòng)切換程序：徑載油缸壓下控制程序：系統(tǒng)故障保護(hù)程序： 誤差處理及軟件濾波數(shù)據(jù)采集是通過(guò)傳感器將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（微弱信號(hào)），再通過(guò)放大器將信號(hào)放大，PLC的模擬量輸入模塊將放大器信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換采集。程序中將模擬量輸入寄存器數(shù)據(jù)讀取將信號(hào)采集到內(nèi)存中。其程序如下。這個(gè)數(shù)據(jù)采集程序中將數(shù)據(jù)直接讀取，但是所讀取的數(shù)據(jù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波處理，數(shù)據(jù)不可靠，不能直接用于PID控制和存儲(chǔ)，必須經(jīng)過(guò)濾波。這里采用中位置濾波和平均值濾波相結(jié)合，組成復(fù)合濾波器。中位值濾波原理：對(duì)被測(cè)量連續(xù)采樣m次（m≥3）且是奇數(shù)，并按照大小順序排列；再取中間值作為本次采樣的有效數(shù)據(jù)。中位值濾波法可以將偶然的脈沖干擾信號(hào)濾除。這里取m=3。中位值濾波程序?qū)崿F(xiàn)如下：平均值濾波原理：算術(shù)平均值濾波法是要按輸入的N個(gè)采樣數(shù)據(jù)xi（i=1N）尋找這樣一個(gè)y，使y與各采樣值之間偏差的平方和最小，使 公式（）由一元函數(shù)求極限原理可得 公式（） 這時(shí)。算術(shù)平均值濾波法適用于一般的具有隨機(jī)干擾信號(hào)的濾波。這里取N＝3，xi來(lái)源于中位值濾波數(shù)據(jù)。平均值濾波程序如下： PID控制程序 由于液壓系統(tǒng)載荷控制較為簡(jiǎn)單，所以這里采用經(jīng)典的PID控制算法[25]即可?？刂破髟O(shè)計(jì)為PID控制器?？刂破鳛殚]環(huán)控制，反饋信號(hào)從載荷傳感器?？刂圃砣鐖D4－3所示。PID控制器為FB41[26]，控制對(duì)象為電磁溢流閥5DT,6DT。給定通過(guò)上位機(jī)設(shè)定。反饋通道即是由傳感器、放大器和模擬量輸入模塊組成。在程序中通過(guò)調(diào)用PLC的PID控制模塊FB41實(shí)現(xiàn)PID的連續(xù)控制。 圖4－3 PID控制原理框圖 在這個(gè)模塊調(diào)用中，只要根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)置FB41中的參數(shù)即可。在這個(gè)程序中設(shè)置了以下參數(shù)P_SEL（比例作用開關(guān)），I_SEL（積分作用開關(guān)），D_SEL（微分作用開關(guān)），CYCLE（循環(huán)時(shí)間），SP_INT（設(shè)定值），PV_PER，GAIN（增益），TI（積分時(shí)間），TD（微分時(shí)間），DEADB_W（死區(qū)）。設(shè)置參數(shù)P_SEL，I_SEL，D_SEL的程序：設(shè)置采樣時(shí)間CYCLE程序：設(shè)置死區(qū)參數(shù)DADEB_W程序：PID模塊調(diào)用，即PID控制程序，改程序?qū)崿F(xiàn)載荷PID閉環(huán)控制： 工控機(jī)與PLC的通訊軟件設(shè)計(jì)工控機(jī)和PLC的通訊是通過(guò)MPI協(xié)議進(jìn)行的。在上位機(jī)的監(jiān)控程序中，建立了一個(gè)西門子S7300PLC的硬件。這也就是建立了與PLC的通訊連接。在工控機(jī)上安裝CP5611卡的驅(qū)動(dòng)程序，并設(shè)置如下：將驅(qū)動(dòng)程序CP5611(Plugamp。Play)添加，選擇CP5611（Auto）。這樣設(shè)置好了上位機(jī)。在開物監(jiān)控系統(tǒng)軟件中通訊是靠系統(tǒng)新標(biāo)簽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在標(biāo)簽中定義了I/0標(biāo)簽，用于和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。conroX2000標(biāo)簽的主地址可以按照下面的規(guī)則陪著填寫：標(biāo)簽類型[ID]ChID[.BitD[.ThirdSegID[.FourSegID[.FiveSegID]]]]說(shuō)明：，用于識(shí)別設(shè)備中的某個(gè)硬件子設(shè)備。一般情況，ID可以是十進(jìn)制或十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編制。標(biāo)簽地址中省略ID時(shí)，開物2000系統(tǒng)默認(rèn)為是所連接的最小模塊地址?？梢允鞘M(jìn)制或者八進(jìn)制或者十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編址?？梢允前诉M(jìn)制或十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編址。,ChID,BitID,ThirdSegID,FourSegid,FiveSegID的含義可以自由定義?？梢允鞘M(jìn)制或者八進(jìn)制或者十六進(jìn)制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編址。，變化范圍根據(jù)實(shí)際地址確定。，括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容在設(shè)備中只包含一個(gè)子設(shè)備時(shí)可省略。，標(biāo)簽將不被承認(rèn)，讀不上數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件中可實(shí)現(xiàn)通訊的標(biāo)簽見(jiàn)表44表44 通訊標(biāo)簽表標(biāo)簽名稱說(shuō)明類型主設(shè)備主設(shè)備類型主設(shè)備地址M1電機(jī)M1狀態(tài)開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：M2電機(jī)M2狀態(tài)開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT1徑載油缸壓下開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT2徑載油缸回程開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT3側(cè)載油缸伸出開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT4側(cè)載油缸回城開關(guān)量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT7油溫信號(hào)模擬量PLC西門子S7300系列PLCA2：Radia_out徑載傳感器輸出模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:288Lateral_out側(cè)載傳感器輸出模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:290Radial_m油軸位移模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:292Lateral_m輪緣位移模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:294Radial_back()徑載油缸壓力模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:296Lateral_back()側(cè)載油缸壓力模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:298在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，開關(guān)量標(biāo)簽的刷新周期位100ms，部分為只讀不寫、部分位可讀可寫。寫既是上位機(jī)給下位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，讀既是上位機(jī)從下位機(jī)讀取數(shù)據(jù)。一個(gè)標(biāo)簽讀寫屬性具備其通訊量為只讀或者只寫通訊量的兩倍。模擬量標(biāo)簽在系統(tǒng)中設(shè)置的刷新周期為500ms，均為只讀。這樣可以計(jì)算出所需要的最大通訊量。計(jì)算如下：通訊容量=開關(guān)量標(biāo)簽數(shù)量2（可讀，可寫）1（開關(guān)量為1位）10（1S內(nèi)10次通訊）+模擬量標(biāo)簽數(shù)量32（模擬量為32位）2（1S內(nèi)2次通訊）根據(jù)以上公式，系統(tǒng)的地址通訊量為：362110+8322=584（bps），因此系統(tǒng)通訊滿足要求。通訊中的硬件系統(tǒng)采用了CP5611卡，增強(qiáng)了通訊的穩(wěn)定性。第五章 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試在試驗(yàn)中完成了徑側(cè)向機(jī)輪試驗(yàn)臺(tái)的硬件和軟件設(shè)計(jì)以及仿真后，便來(lái)到了現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行了通電測(cè)試。液壓系統(tǒng)能按照動(dòng)作程序手動(dòng)控制動(dòng)作，也可按照動(dòng)作程序全自動(dòng)動(dòng)作. 調(diào)試內(nèi)容與步驟調(diào)試內(nèi)容有:1. 測(cè)試上位機(jī)與下位機(jī)通訊是否正確。2. 測(cè)試電氣線路是否連接正確。3. 測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)軟件是否正確，并修改錯(cuò)誤。4. 測(cè)試上位機(jī)的自動(dòng)載荷給定程序是否正確，并修改錯(cuò)誤。5. 測(cè)試液壓系統(tǒng)動(dòng)作程序邏輯是否正確，并修改錯(cuò)誤。6. 測(cè)試PLC的模擬量采集是否正確，并修改錯(cuò)誤。7. 常規(guī)PID壓力控制調(diào)試步驟如下:。(SM332) 輸入口:，并將PLC模式開關(guān)置于RUN。 STEP 7 ，下載完畢后PLC開始運(yùn)行程序::7. 觀察指示燈“通訊”的狀態(tài)。若為紅色則通訊故障，綠色則通訊正確。若通訊不正確，檢查通訊電纜是否接正確、通訊電纜是否正確:8. 手動(dòng)控制狀態(tài)調(diào)試:1)通訊測(cè)試正確后，將監(jiān)控系統(tǒng)中“控制方式”按鈕置于“手動(dòng)加壓”，加載模式選擇“聯(lián)合加壓氣2)點(diǎn)擊“Ml啟動(dòng)”按鈕，觀察M322模塊的相應(yīng)輸出口指示燈是否亮。亮則監(jiān)控系統(tǒng)和PLC程序正確。過(guò)5s后觀察相應(yīng)輸出口指示燈是否亮，亮則PLC程序邏輯正確。3)點(diǎn)擊“M2啟動(dòng)”按鈕，觀察M322模塊的相應(yīng)輸出口指示燈是否亮。亮則監(jiān)控系統(tǒng)和PLC程序正確。過(guò)5s后觀察相應(yīng)輸出口指示燈是否亮，亮則PLC程序邏輯正確。4)以上幾步測(cè)試正確后。點(diǎn)擊“徑載壓下”，觀察相應(yīng)輸出口是否亮，亮則正確。5)點(diǎn)擊“徑載停止”，觀察相應(yīng)輸出口指示燈滅。點(diǎn)擊“徑載回程”觀察相應(yīng)輸出口指示燈亮。則正確。6)點(diǎn)擊“側(cè)載壓下