电气测控系统的改进——软PLC

　　图3 虚拟运行总体设计框图
　　(4)交叉开发调试算法研究
　　非嵌入式通常采用本机开发、本机调试、本机运行的开发方式;而嵌入式开发需要交叉开发，绝大多数采用宿主机开发、宿主机和目标机之间交叉调试、目标机运行的方式开发。
　　交叉开发调试算法：
　　在宿主机平台上编写程序代码;
　　固化监控器至目标机上;
　　连接宿主机和目标机;
　　编译链接应用程序，生成可执行代码;
　　将可执行代码下载到目标机;
　　使用交叉调试器进行调试;
　　如果程序调试没有发现异常CONTROL ENGINEERING China版权所有，转至11);
　　调试程序时发生错误，利用交叉调试器定位错误;
　　修改错误代码;
　　重复4)-10);
　　将目标机程序固化在目标机上。
　　4 嵌入式软PLC改造后的控制系统
　　以测试继电器TV5实验为例。其要求如下：每次测试5个继电器，每个继电器的动作频率是5s开，5s关。根据要求，试验最好的结果是每个继电器用6个TV负载，即每个TV负载是5s开，55s管。输入点有：开关，检出，复位M个，停止次数设定量N次，动作频率设定L个，常开/触点转换。其中，M=测试产品个数，N、L个数由实际需要确定。其算法如下：
　　设定一个循环周期，使累积误差最小;
　　在循环周期内设计动作时间和动作频率，以及动作次数;
　　设计相关联动、互锁、紧急停车和复位等功能;
　　执行动作与反馈根据产品相关标准进行比较，判定结果和设定中断程序。
　　采用模块化程序设计编程，各模块均由主程序调用，且为了程序不出误动作，还要考虑电流谐波和冲击对高电源的要求。用了算法优化设计，5个继电器每隔2s一个动作，5个刚好10s。其中一个动作频率程序如下：

　　与之对应的动作如下：

　　该程序检出判断程序如下：

　　图4 TV负荷电压电流波形

　　由图4可知：启动时突入电流最大值约为55A，突入时间约为54ms，定常为8A。

　　图5 电机电压和电流波形
　　由图5可知：电流滞后电压约为0.9ms，其功率因素为0.96。
　　实验结果与测试要求基本一致。如果不采用优化算法程序设计，则对电源要求很高，所以该控制系统可以应用实现，无形中降低了成本。
　　5 改进后优点和维护
　　很明显，经过以上改进后有以下优势：
　　使用PLC后通用性大大提高，改进了以前单一PLC，并缩短了工作人员的培训周期;
　　用嵌入式软PLC代替传统的硬PLC，外部线路简化;
　　模块化可实现各种复杂的控制系统，方便地增加和改变控制功能;
　　PLC可进行故障自动检测和报警显示，提高运行安全性，且便于检修;
　　便于群控制，提高运行效率;
　　更改控制方案时无需改动外部线路。
　　测试及维护需注意的事项：
　　为了提高系统效率并降低开销，尽量少用I/O;
　　要有紧急停车和适当联锁按钮环节;
　　输入和输出不能用同一电缆线;
　　直流电感性负载并联浪涌二极管，以延长触点的使用寿命;交流感性负载并联电容吸收器以降低噪声。
　　为保证控制系统工作的可靠性，做好接地、防尘、访油、防辐射工作。
　　6 结语
　　此系统可用于继电器、马达、电感、充电器等产品的测试。改进后仍存在以下几点缺陷：其一，如果负载断路，其本身并不能检测和保护;如果负载短路，产品在短时间内产生过电流控制工程网版权所有，会造成产品破坏甚至威胁人身安全。其二，数据采集不全，不能实时监控。利用电流计可以弥补第一点的不足;采用数据采集卡可以实现实时数据采集。