基于组态软件的电子产品高温老化室老化过程的控制
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基于组态软件的电子产品高温老化室老化过程的控制
摘要:本次设计主要完成老化室老化过程自动化设计、现场硬件布置设计、通过组态软件实现PLC、微机之间的通讯研究。
通过此次设计进一步了解和深入研究机电一体化产品的相关开发设计。
通过进一步的控制系统的设计,达到真正意义上的机械与电子产品的结合设计[1]。
文章列出了该装置的研究背景、系统控制原理、主要技术参数及其电气原理做了详细的阐述,并对实验测试结果进行了讨论。
关键词:高温老化;闭环控制;组态控制;PLC;数据传输
概述
目前国内的电子产品的老化,大多采用小型老化箱,基本实现产业化商品化。
然而针对大型企业,大批量生产、高效生产的老化不易实现商品化。
根据对电子产品进行高温老化实验的要求,我们设计了一套新型高温老化房。
1.老化室的结构布局和电气原理设计
1.1老化室的结构布局
高温老化房有加热器、风机和测温器三部分组成。
所有设备的控制系统集中在计算机中。
保温系统:老化房六面(包括房顶)由100 mm加有阻燃剂的聚氨脂硬质泡沫夹心板及骨架构成。
保温板为双面彩钢板聚氨酯复合板。
老化房装有双层保温玻璃观察窗[6]。
地面为防滑轧花铝板。
加热系统:采用均匀放置的六个加热器加热,可分组分级控制。
控制部件采用电脑智能控制表全自动控制。
温度控制系统:通过温度传感器控制加热组以达到室温55℃的要求。
控制方式采用组态软件闭环控制方式。
测温器为日本富士公司产品。
可编程控制器(PLC)控制模式,可方便地更换通、断电时间及次数和形成温度梯度加热[2]。
安全报警系统:设置超高温报警报警装置,当室内超过预设温度时,声光报警器及指示灯同时报警。
电源系统:在周边墙体上按要求设置电压源、电流源及通讯接线端子。
所用电线均为耐高温线。
所有操作及显示集中在老化房外边门口一侧,控制柜落地安装。
1.2电气原理设计
在主控电路中,QG手动总开关正常状态下是处于闭合状态,只有出现急停事件时才人为停止,它是独立急停总开关也可受到电脑急停的控制用于处理突发事件而设。
SB1、SB2独立控制L1、L2的两盏照明灯,同时也不会受到急停开关的影响。
M1…M8都是来自PLC的继电器开关,相对独立控制6台加热器2台风机的运转。
可编程控制器电路中,采用三菱PLC编程软件(SWOPC-FXGP/WIN-C)主要用于在上位机中给PLC编程,数据的传输通过RS-232接口[3]和编程电缆实现的[4],完成现场执行信号传输和PLC程序编程及调试[5]。
信号输入端是来自编程电缆的连续的执行信号。
信号输出端是由两个公共端和八个继电器组成。
电源使用220V交流电。
总电源控制整个系统的电源输入。
总电源控制分计算机控制和现场控制机柜控制。
各个操作在控制机柜上均有指示灯显示。
定时装置可以按照设定时间开关系统。
2.老化室的控制系统和监控系统设计
2.1组态软件的控制系统设计
控制中心主要有计算机和现场控制机柜两部分组成。
计算机装有AdvanTrol Pro 2.50组态和监控软件,通过控制现场控制机柜实现整个系统的监控。
计算机按照操作人员编写的组态程序,完成对现场加热器和风机的控制,同时不断采集测温器的数据。
计算机自动检测协调控制完成老化过程,及时报警[6]。
SCKey组态平台。
控制系统的SCKey组态软件是一个全面支持该系统各类控制方案的组态软件平台,SCKey组态软件通过简明的下拉菜单和弹出式对话框建立友好的人机对话界面,并大量采用Windows的标准控制,使操作保持了一致性,更为易学易用。
SCControl图形编程。
作为集成的图形编程语言,是针对AdvanTrol集散控
制系统所开发的全中文界面的DCS组态和控制工具,是控制方案组态工具,依据IEC1131-1标准,为用户提供高效的组态环境。
控制方案主要有三部分组成:LD段落、FBD段落和ST段落。
系统主程序包括工作日模式和双休日模式,开启方式分手动开启和时钟定时开启。
LD段落即梯形图,是构成系统的主题程序,计算机主要按照此程序执行。
FBD段落即赋值语句,如同C语言中的局部变量一样,完成信号的特定逻辑运算。
ST段落即定义语句,主要完成信号接口的定义和简单的信号处理及转换。
2.2实时监控系统设计
AdvanTrol 自动化控制系统实时监控软件所有的命令都是为形象直观的功能图标,只须用鼠标单击即可轻而易举地完成操作。
数据更新周期1秒,动态参数刷新周期1秒,同时系统提供实时和历史数据读取、控制站参数修改的API,以便向用户开放,支持网络数据库。
AdvanTrol实时监控是完全在SCKey组态软件的平台中制作,基于Windows 操作系统设计,充分利用Windows系统的优点,具有良好的用户界面。
流程图能够直观形象的反映出,老化室的状态。
系统还可急时更换报警声音、报警打印及系统报表。
3.结论
高温老化室建成后,依据设计要求,现场调试并进行了高温老化过程实验。
从实验结果得出,高温老化室达到设计温度,同时保温控制误差不超过±2℃。
室温到高温或高温到室温的温度变化过程,升温降温只需25~35min,基本保证温度变化速率控制在0.5~1.5℃/min范围内。
本次设计主要完成老化室老化过程自动化设计、现场硬件布置设计、通过组态软件实现PLC、微机之间的通讯研究。
通过此次设计深入研究机电一体化产品的相关开发设计,达到真正意义上的机械与电子产品的结合设计。
参考文献:
[1]胡俊达.王书林.电子元器件的选用和老化方法的讨论[S] 北京:中国标准出版社.1998.12
[2]廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,2007.8
[3]Mitsubishi Electric Corporation. FX2N Series Programmable[S].Hardware Manual,1999.
[4]陈浩.案例解说PLC、触摸屏及变频器综合应用[M]北京:中国电力出版社,2007.7
[5]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
[6]夏扬.计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007.2.。