基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭羿

（中共丹東市委黨校，遼寧丹東，118000）

1 基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 氣源處理裝置設(shè)計(jì)

在基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)中，PLC作為最基礎(chǔ)的器件設(shè)備，是構(gòu)成氣源處理裝置的主要器件。在一些特殊情況中，會(huì)使電子裝備中產(chǎn)生凝結(jié)水與雜質(zhì)，嚴(yán)重影響測試過程的準(zhǔn)確性，而氣源處理裝置就是能夠除去電子裝備中的誤差影響物質(zhì)，并調(diào)節(jié)電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)恒定的工作壓力。過濾器的水位對(duì)氣源裝置的穩(wěn)定性有著重要作用，水位超出標(biāo)線的安全位置時(shí)，工作人員需要排放裝置中的氣體。為保證裝置正常運(yùn)作，所以對(duì)裝置的定期檢查十分重要，具體裝置運(yùn)作原理如圖1所示。

圖1 氣源處理裝置原理圖

在自動(dòng)測試電子裝備時(shí)，啟動(dòng)氣源處理裝置時(shí)向右拔開關(guān)，結(jié)束測試時(shí)向左拔開關(guān)即可，進(jìn)而防止凝結(jié)水重新吸入電子設(shè)備。整個(gè)裝置以空壓機(jī)的壓力進(jìn)行運(yùn)作，通過配置輸氣管道、電纜等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)測試系統(tǒng)中的氣體流動(dòng)。

1.2 物料檢測傳感器設(shè)計(jì)

通過物料檢測傳感器裝置，可以對(duì)電子裝備中很多材質(zhì)進(jìn)行檢測，識(shí)別判斷電子裝備中的組成物料，在具備金屬耐磨塊的基礎(chǔ)上，為電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)所出現(xiàn)的物料混淆問題，提供了良好的解決方案?；赑LC對(duì)物料檢測傳感器工作的反饋，對(duì)物料進(jìn)行檢測操作。在GPIB電纜對(duì)供電的傳輸后，形成高頻振蕩電路，從而產(chǎn)生一個(gè)交變的電磁場。當(dāng)金屬材質(zhì)吸收高頻震蕩渦流，會(huì)將自動(dòng)測試所產(chǎn)生的電信號(hào)減弱，而把握需要功率放大的時(shí)間，將測試電子裝備的電信號(hào)輸出，根據(jù)這一原理將物料檢測傳感器設(shè)計(jì)出來。

1.3 測試限位開關(guān)與激勵(lì)源模塊設(shè)計(jì)

在對(duì)電子裝備實(shí)際測試過程中，為了檢測電子裝備在物料檢測傳感器中的測試效果，需要檢測控制電子裝備中金屬NM398耐磨墊塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程。在對(duì)測試過程進(jìn)行多方考量后，考慮設(shè)計(jì)方便、便于調(diào)試等因素，采用測試限位開關(guān)來提供耐磨墊塊所在位置的電信號(hào)。

激勵(lì)源能夠?qū)y試過程產(chǎn)生刺激作用，通過GPIB接口連接需要測試的電子裝備，為整個(gè)測試系統(tǒng)提供電應(yīng)力的直流電壓，完成對(duì)測試限位開關(guān)與激勵(lì)源模塊的設(shè)計(jì)。

1.4 電子裝備中的PLC器件選型

在配備硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電子裝備自動(dòng)測試過程的控制要求，PLC器件需要采用特定的操作方式，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各種硬件在傳輸電信號(hào)時(shí)存在著共同點(diǎn)，因此明確電子裝備中的PLC器件選型十分關(guān)鍵。一個(gè)完善的自動(dòng)測試系統(tǒng)操作風(fēng)格統(tǒng)一，且代碼重復(fù)率低，適合的PLC器件能夠大大提高功能模塊的重復(fù)利用率。針對(duì)目前市面上比較出名的PLC器件品牌，綜合考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇西門子PLC器件，主機(jī)型號(hào)為FX3N-65MR，進(jìn)而完成對(duì)PLC器件的選型。

2 基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 構(gòu)建電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

在數(shù)據(jù)庫平臺(tái)中，以O(shè)DBC連接的方式，建立自動(dòng)測試過程中的數(shù)據(jù)庫表，實(shí)際構(gòu)建時(shí)選擇系統(tǒng)中是Signal Test數(shù)據(jù)庫，選擇ODBC中的用戶DSN創(chuàng)建，將Signal Test數(shù)據(jù)表顯示出來。其次定義Access 2012系統(tǒng)中相應(yīng)的類，將Signal Test數(shù)據(jù)表指針建立出來，選取其中的CDATASET類，使Signal Test數(shù)據(jù)表中的每個(gè)數(shù)據(jù)與其相呼應(yīng)，創(chuàng)立一個(gè)具體對(duì)象m_dataset，在數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)下，那么其在類中可表示為（CDATASET*）m_pest。

根據(jù)指針的位置指向，由于（CDATASET*）m_ pest始終指向Signal Test數(shù)據(jù)表中的某一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，為使電信號(hào)特征參數(shù)值與Signal Test數(shù)據(jù)表存在一定聯(lián)系，可以用指針控制數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)改變情況，從而完成對(duì)電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。

2.2 設(shè)置電子裝備自動(dòng)測試供電參數(shù)

該供電機(jī)的頻率上限初始值為150Hz，對(duì)供電機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，重新設(shè)置頻率初始值為60Hz、40Hz、20Hz，在頻率的起伏改變下，將參數(shù)范圍預(yù)定為0~500Hz。將測試時(shí)間的初始值定為6s，根據(jù)參數(shù)序號(hào)與參數(shù)值，研究供電機(jī)的頻率與電壓。

在發(fā)生供電機(jī)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤的情況時(shí)，可以通過供電機(jī)的復(fù)位功能，將所有參數(shù)恢復(fù)到數(shù)據(jù)初始值。實(shí)際操作時(shí)，可以先進(jìn)入供電器的PU運(yùn)行模式，旋轉(zhuǎn)按鈕后按下SET鍵，就能使供電機(jī)參數(shù)達(dá)到恢復(fù)出廠設(shè)置的目的。

2.3 基于PLC實(shí)現(xiàn)電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

I/O軟件能夠處理計(jì)算機(jī)與西門子PLC器件間的信號(hào)通信問題，使二者間的命令與數(shù)據(jù)能夠被正常傳送。在對(duì)系統(tǒng)的編程時(shí)，I/O軟件中的函數(shù)庫可以用VISA庫命名，VISA庫明確了測試過程中的相關(guān)規(guī)范，能夠連接PLC與計(jì)算機(jī)上的I/O軟件，從而使PLC得到計(jì)算機(jī)的有效控制，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電子裝備的自動(dòng)測試。測試主要調(diào)用PLC端口的函數(shù)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)上的I/O軟件處理VISA庫函數(shù)，實(shí)際操作時(shí)部分程序如下圖2所示。

圖2 電子裝備自動(dòng)測試程序

通過I/O軟件對(duì)PLC器件進(jìn)行控制，以激勵(lì)源模塊刺激電子裝備進(jìn)行自動(dòng)測試，聯(lián)調(diào)各個(gè)模塊，并解決其中出現(xiàn)的問題，最終滿足設(shè)計(jì)的要求。從而基于PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)研究

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為研究基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)方法的區(qū)別，特采用電子裝備的測試時(shí)間作為評(píng)判指標(biāo)，將基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)為實(shí)驗(yàn)組，將傳統(tǒng)方法設(shè)置為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，展開對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)采用仿真實(shí)驗(yàn)的模式，選擇兩臺(tái)配置相同的計(jì)算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將130個(gè)電子裝備的基礎(chǔ)信息輸入到兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備中，并將相同數(shù)量的電子裝備作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。采用參數(shù)設(shè)定的方式，將虛擬設(shè)備中電子裝備設(shè)定為長、寬、高均為2.5m的立方體，且設(shè)置重量為10kg。試驗(yàn)過程中，在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上隨機(jī)測試一定數(shù)量的電子裝備，使用兩種方式完成對(duì)電子裝備的自動(dòng)測試，以此研究兩種方法對(duì)電子設(shè)備的測試時(shí)間。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)在測試時(shí)間上的優(yōu)勢，在計(jì)算機(jī)上對(duì)電子裝備隨機(jī)測試。測試過程中，在電子裝備總數(shù)一定的情況下，隨機(jī)進(jìn)行電子裝備測試，兩種方法所得的測試結(jié)果如下表1與表2所示。

表1 基于PLC對(duì)電子裝備自動(dòng)測試的影響

表2 傳統(tǒng)方法對(duì)電子裝備自動(dòng)測試的影響

5 130 123 19s 6 130 122 17s

由上表1和表2可知，在電子裝備總數(shù)相同的情況下，編號(hào)4所抽取的測試數(shù)最多，為125個(gè)，此時(shí)基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)所用的時(shí)間為12s，傳統(tǒng)方法所用的時(shí)間為18 s，傳統(tǒng)方法比基于PLC的設(shè)計(jì)方法多用了3s；編號(hào)2所抽取的測試數(shù)最少，為120個(gè)，此時(shí)基于PLC的電子裝備自動(dòng)測試系統(tǒng)所用的時(shí)間為8s，傳統(tǒng)方法所用的時(shí)間為16s，傳統(tǒng)方法比基于PLC的設(shè)計(jì)方法多用了8s。綜上所述，傳統(tǒng)方法在測試電子裝備時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間更多。