【正文】 量[23]。變量見表4－3。KA_Open為自動控制與手動控制的切換變量，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＃電機啟動M1_StopBool FALSE1＃電機停止M2_StartBool FALSE2＃電機啟動M2_StopBool FALSE2＃電機停止Radial_pressBool FALSE徑向壓下Radial_StopBool FALSE徑向停止Radial_BackBool FALSE徑向回程Lateral_StretchBool FALSE側向伸出Lateral_BackBool 1 FALSE側向回程Lateral_StopBool FALSE側向停止RestBool FALSE故障消除復位STOPBool FALSE故障停車KA_OPENBool FALSE手動狀態(tài)打開OKBool FALSE加載完畢信號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側向初始化完畢I/OM1_startbottonBOOLI FALSE1＃電機啟動M1_stopbottonBOOLI FALSE1＃電機停止M2_startbottonBOOLI FALSE2＃電機啟動M2_stopbottonBOOLI FALSE2＃電機停止All_stopbottonBOOLI FALSE故障停車RestbottonBOOLI FALSE系統(tǒng)故障消除M1_relayprotectionBOOLI FALSE1＃電機熱保護M2_relayprotectionBOOLI FALSE2＃電機熱保護M1_threephaseprotectionBOOLI FALSE1＃電機缺相保護M2_threephaseprotectionBOOLI FALSE2＃電機缺相保護Oil_levelhighBOOLI FALSE油位高信號Oil_levellowBOOLI FALSE油位低信號Radial_presslimitBOOLI FALSE徑向壓下限位Radial_backlimitBOOLI FALSE徑向回程限位Lateral_stretchlimitBOOLI FALSE側向伸出限位Lateral_backlimitBOOLI FALSE側向回程限位Oil_temperatureBOOLI FALSE油溫信號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側向伸出按鈕Lateral_backbottonBOOLI FALSE側向回程按鈕Lateral_stopbottonBOOLI FALSE側向停止按鈕M1BOOLQ FALSE1＃電機控制M2BOOLQ FALSE2＃電機控制Radial_1DTBOOLQ FALSE1DTRadial_2DTBOOLQ FALSE2DTLateral_3DTBOOLQ FALSE3DTLateral_4DTBOOLQ FALSE4DTRadial_3KABOOLQ FALSE徑向保護開關Lateral_4KABOOLQ FALSE側向保護開關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OillevellowBOOLQ FALSE油位低信號Stop_RestBOOLQ FALSE故障/復位以下是幾個典型的控制程序。1＃電機控制程序：自動手動切換程序：徑載油缸壓下控制程序：系統(tǒng)故障保護程序： 誤差處理及軟件濾波數(shù)據(jù)采集是通過傳感器將非電信號轉換為電信號（微弱信號），再通過放大器將信號放大，PLC的模擬量輸入模塊將放大器信號通過A/D轉換采集。程序中將模擬量輸入寄存器數(shù)據(jù)讀取將信號采集到內(nèi)存中。其程序如下。這個數(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)沒有經(jīng)過濾波處理，數(shù)據(jù)不可靠，不能直接用于PID控制和存儲，必須經(jīng)過濾波。這里采用中位置濾波和平均值濾波相結合，組成復合濾波器。中位值濾波原理：對被測量連續(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濾除。這里取m=3。中位值濾波程序實現(xiàn)如下：平均值濾波原理：算術平均值濾波法是要按輸入的N個采樣數(shù)據(jù)xi（i=1N）尋找這樣一個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。算術平均值濾波法適用于一般的具有隨機干擾信號的濾波。這里取N＝3，xi來源于中位值濾波數(shù)據(jù)。平均值濾波程序如下： PID控制程序 由于液壓系統(tǒng)載荷控制較為簡單，所以這里采用經(jīng)典的PID控制算法[25]即可?？刂破髟O計為PID控制器?？刂破鳛殚]環(huán)控制，反饋信號從載荷傳感器?？刂圃砣鐖D4－3所示。PID控制器為FB41[26]，控制對象為電磁溢流閥5DT,6DT。給定通過上位機設定。反饋通道即是由傳感器、放大器和模擬量輸入模塊組成。在程序中通過調(diào)用PLC的PID控制模塊FB41實現(xiàn)PID的連續(xù)控制。 圖4－3 PID控制原理框圖 在這個模塊調(diào)用中，只要根據(jù)系統(tǒng)要求設置FB41中的參數(shù)即可。在這個程序中設置了以下參數(shù)P_SEL（比例作用開關），I_SEL（積分作用開關），D_SEL（微分作用開關），CYCLE（循環(huán)時間），SP_INT（設定值），PV_PER，GAIN（增益），TI（積分時間），TD（微分時間），DEADB_W（死區(qū)）。設置參數(shù)P_SEL，I_SEL，D_SEL的程序：設置采樣時間CYCLE程序：設置死區(qū)參數(shù)DADEB_W程序：PID模塊調(diào)用，即PID控制程序，改程序實現(xiàn)載荷PID閉環(huán)控制： 工控機與PLC的通訊軟件設計工控機和PLC的通訊是通過MPI協(xié)議進行的。在上位機的監(jiān)控程序中，建立了一個西門子S7300PLC的硬件。這也就是建立了與PLC的通訊連接。在工控機上安裝CP5611卡的驅動程序，并設置如下：將驅動程序CP5611(Plugamp。Play)添加，選擇CP5611（Auto）。這樣設置好了上位機。在開物監(jiān)控系統(tǒng)軟件中通訊是靠系統(tǒng)新標簽來實現(xiàn)的。在標簽中定義了I/0標簽，用于和PLC進行數(shù)據(jù)交換。conroX2000標簽的主地址可以按照下面的規(guī)則陪著填寫：標簽類型[ID]ChID[.BitD[.ThirdSegID[.FourSegID[.FiveSegID]]]]說明：，用于識別設備中的某個硬件子設備。一般情況，ID可以是十進制或十六進制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編制。標簽地址中省略ID時，開物2000系統(tǒng)默認為是所連接的最小模塊地址?？梢允鞘M制或者八進制或者十六進制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編址?？梢允前诉M制或十六進制表示形式，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制或者八進制或者十六進制表示形式，位數(shù)不限。通常從0開始編址。，變化范圍根據(jù)實際地址確定。，括號內(nèi)的內(nèi)容在設備中只包含一個子設備時可省略。，標簽將不被承認，讀不上數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件中可實現(xiàn)通訊的標簽見表44表44 通訊標簽表標簽名稱說明類型主設備主設備類型主設備地址M1電機M1狀態(tài)開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：M2電機M2狀態(tài)開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT1徑載油缸壓下開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT2徑載油缸回程開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT3側載油缸伸出開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT4側載油缸回城開關量PLC西門子S7300系列PLCA2：DT7油溫信號模擬量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()側載油缸壓力模擬量PLC西門子S7300系列PLCAW2:298在系統(tǒng)設計中，開關量標簽的刷新周期位100ms，部分為只讀不寫、部分位可讀可寫。寫既是上位機給下位機傳送數(shù)據(jù)，讀既是上位機從下位機讀取數(shù)據(jù)。一個標簽讀寫屬性具備其通訊量為只讀或者只寫通訊量的兩倍。模擬量標簽在系統(tǒng)中設置的刷新周期為500ms，均為只讀。這樣可以計算出所需要的最大通訊量。計算如下：通訊容量=開關量標簽數(shù)量2（可讀，可寫）1（開關量為1位）10（1S內(nèi)10次通訊）+模擬量標簽數(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，增強了通訊的穩(wěn)定性。第五章 現(xiàn)場調(diào)試在試驗中完成了徑側向機輪試驗臺的硬件和軟件設計以及仿真后，便來到了現(xiàn)場，進行了通電測試。液壓系統(tǒng)能按照動作程序手動控制動作，也可按照動作程序全自動動作. 調(diào)試內(nèi)容與步驟調(diào)試內(nèi)容有:1. 測試上位機與下位機通訊是否正確。2. 測試電氣線路是否連接正確。3. 測試監(jiān)控系統(tǒng)軟件是否正確，并修改錯誤。4. 測試上位機的自動載荷給定程序是否正確，并修改錯誤。5. 測試液壓系統(tǒng)動作程序邏輯是否正確，并修改錯誤。6. 測試PLC的模擬量采集是否正確，并修改錯誤。7. 常規(guī)PID壓力控制調(diào)試步驟如下:。(SM332) 輸入口:，并將PLC模式開關置于RUN。 STEP 7 ，下載完畢后PLC開始運行程序::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. 手動控制狀態(tài)調(diào)試:1)通訊測試正確后，將監(jiān)控系統(tǒng)中“控制方式”按鈕置于“手動加壓”，加載模式選擇“聯(lián)合加壓氣2)點擊“Ml啟動”按鈕，觀察M322模塊的相應輸出口指示燈是否亮。亮則監(jiān)控系統(tǒng)和PLC程序正確。過5s后觀察相應輸出口指示燈是否亮，亮則PLC程序邏輯正確。3)點擊“M2啟動”按鈕，觀察M322模塊的相應輸出口指示燈是否亮。亮則監(jiān)控系統(tǒng)和PLC程序正確。過5s后觀察相應輸出口指示燈是否亮，亮則PLC程序邏輯正確。4)以上幾步測試正確后。點擊“徑載壓下”，觀察相應輸出口是否亮，亮則正確。5)點擊“徑載停止”，觀察相應輸出口指示燈滅。點擊“徑載回程”觀察相應輸出口指示燈亮。則正確。6)點擊“側載壓下”，觀察相應輸出口是否亮，亮則正確:7)點擊“側載停止”，觀察相應輸出口指示燈滅。點擊“側載回程”觀察相應輸出口指示燈亮。則正確:8)點擊“停車”，上述輸出口指示燈滅，觀察相應輸出