基于MCGS，PLC電控噴油器檢測(cè)臺(tái)的研制

　　l 引 言

　　電控噴油器是汽油機(jī)電控噴射系統(tǒng)中的核心部件之一，其性能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性。電控噴油器的性能是決定電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要因素，直接影響燃油控制單元的精確性。為了進(jìn)一步研究汽油機(jī)電控技術(shù)，也為了適應(yīng)噴油器的批量生產(chǎn)的需要和發(fā)展，就需要研究和開(kāi)發(fā)能夠評(píng)價(jià)和測(cè)試電控噴油器特性的裝置和設(shè)備。

　　世界各發(fā)達(dá)國(guó)家的油泵油嘴行業(yè)已基本淘汰了用人工來(lái)判別噴油器好壞的方法，而代之以性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)來(lái)進(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)，測(cè)量準(zhǔn)確、精度高、測(cè)量條件一致性好，全部參數(shù)定量表示、嚴(yán)格且可靠，無(wú)需人工干預(yù)、效率高，并定性定量判別噴油器好壞。他們都擁有了全自動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)，這為其新的汽油機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和為其產(chǎn)品在全世界通行提供了可靠的保證，但其技術(shù)對(duì)發(fā)展中國(guó)家是嚴(yán)格控制的。目前，國(guó)內(nèi)油泵油嘴行業(yè)普遍采用人工方法，用眼看、耳聽(tīng)、手摸的方法來(lái)判別噴油器的好壞，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作條件差，個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和勞動(dòng)態(tài)度占了很大比重，因此主觀性強(qiáng)，產(chǎn)品的質(zhì)量得不到嚴(yán)格保證。本文設(shè)計(jì)了一種基于組態(tài)軟件與PLC的電控噴油器的檢測(cè)臺(tái)。此設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的單片機(jī)檢測(cè)臺(tái)，具有可靠性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

　　2 系統(tǒng)方案

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)由如圖1所示的上位機(jī)、下位機(jī)(PLC)、6個(gè)電控噴油器、油泵、電磁閥等部分組成。上位機(jī)的組態(tài)軟件(MCGS)通過(guò)串口同步通信的方式(RS 232/RS 485)與PLC進(jìn)行通信，并監(jiān)控的所有的存儲(chǔ)器、控制器及I/O接口的狀態(tài)，以變量值的形式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，供上位機(jī)使用、處理。

　　2.2 MCGS組態(tài)軟件

　　MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"，是一套32位工控組態(tài)軟件，集動(dòng)畫(huà)顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域服務(wù)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的特點(diǎn)。MCGS工控組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)可歸納為：概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用;功能齊全，便于方案設(shè)計(jì);實(shí)時(shí)性與并行處理;設(shè)立"設(shè)備工具箱"，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶從中選擇某種"構(gòu)件"，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制;"面向窗口"的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性;利用豐富的"動(dòng)畫(huà)組態(tài)"功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面;引入"運(yùn)行策略"的概念;支持OLEAutomation技術(shù)。

　　運(yùn)行時(shí)，MCGS通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、處理，并以動(dòng)畫(huà)顯示流程控制、報(bào)警處理和報(bào)表輸出等方式，方便工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。

　　2.3 西門(mén)子S7-200系列PLC

　　S7-200是西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的小型PLC，適用于各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的功能強(qiáng)大，無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，還是相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 3上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

　　3.1控制界面的設(shè)計(jì)

　　整個(gè)系統(tǒng)的總體控制界面如圖2所示：

　　在圖2中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)臺(tái)的各噴油器的工作狀況，油泵的工作狀況，燈光的開(kāi)啟與否等進(jìn)行模擬及監(jiān)控。若用戶按下"自動(dòng)"按鈕時(shí)，將出現(xiàn)下面的自動(dòng)檢測(cè)控制界面，如圖3所示。

　　在自動(dòng)檢測(cè)中，"自動(dòng)程序選擇"欄中的編號(hào)1，2，3，4，5，6對(duì)應(yīng)的是預(yù)先編好的檢測(cè)程序，用戶根據(jù)不同類(lèi)型的噴油器的不同的檢測(cè)需要，對(duì)6種不同的檢測(cè)方案進(jìn)行選擇，選擇后再按下"自動(dòng)"鍵，檢測(cè)臺(tái)將會(huì)按照用戶選擇的編號(hào)依次對(duì)噴油器執(zhí)行相應(yīng)的檢測(cè)。若在檢測(cè)過(guò)程中，按下了"暫停"鍵，檢測(cè)將會(huì)被中斷，再次按下"暫停"鍵，檢測(cè)將從剛才中斷處開(kāi)始繼續(xù)對(duì)噴油器進(jìn)行檢測(cè);如果按下了"停止"鍵，檢測(cè)將停止，對(duì)檢測(cè)臺(tái)相關(guān)的控制進(jìn)行復(fù)位。

　　一般情況下，對(duì)噴油器進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)即可滿足噴油器的所有檢測(cè)要求.但有時(shí)仍會(huì)需要進(jìn)行特別的檢測(cè)，此時(shí)可在圖2的界面上按下"手動(dòng)"鍵。將會(huì)出現(xiàn)如圖4的手動(dòng)檢測(cè)界面。

　　在手動(dòng)檢測(cè)中，用戶先輸入需要檢測(cè)的相關(guān)參數(shù)如次數(shù)、周期、脈寬。再按"手動(dòng)"鍵，檢測(cè)臺(tái)將根據(jù)用戶的要求進(jìn)行檢測(cè)。如果需要使噴油器常開(kāi)，進(jìn)行常噴檢測(cè)，則在時(shí)間對(duì)應(yīng)的輸入框內(nèi)輸入所需的持續(xù)檢測(cè)時(shí)間，然后按"常噴"鍵即可。手動(dòng)檢測(cè)界面中的"暫停"和"停止"按件的功能與自動(dòng)檢測(cè)界面的相同。

　　3.2 PLC的設(shè)備組態(tài)

　　在設(shè)備窗口中，通過(guò)設(shè)備工具箱，選擇父設(shè)備為通用串口父設(shè)備，選擇"西門(mén)子一S7-200PPI"為子設(shè)備，并在設(shè)備屬性窗口中分別對(duì)串口的相關(guān)參數(shù)及PIC的內(nèi)部相關(guān)元器件進(jìn)行選擇和設(shè)置，在通道連接窗口中進(jìn)行PLC元器件與變量的匹配。保存設(shè)備窗口完成組態(tài)軟件對(duì)PLC設(shè)備的組態(tài)。

　　4下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)

　　下位機(jī)(PLC)負(fù)責(zé)接收組態(tài)軟件發(fā)送的指令，對(duì)檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行相關(guān)的控制，如進(jìn)行高速脈沖輸出，計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)，回油閥的開(kāi)啟關(guān)閉等。系統(tǒng)程序分為3部分：主程序、子程序、中斷程序。下面是部分主要程序的代碼：

　　Network 1

　　//油泵PwM波控制程序

　　LD SM0.O

　　MOVB 1 6#CB，SMB67

　　MOVW VWlO.SMW68

　　MOVW VW20.SMW70

　　PLS 0

　　Network 2

　　LD SM0.O

　　MOVB 16#E8，SMB47

　　HDEF 1，1

　　MOVD +O.SMD48

　　MOVD VD3.SMD52

　　ATCH INTO，1 3

　　∥觀察及回油子程序

　　Network 1

　　LD M7.2

　　A M7.3

　　TON T37.200

　　Network 2

　　LD T37

　　S Q0.1。1

　　Network 3

　　LD QO.1

　　TON T38，200

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　本系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，體現(xiàn)出抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。避免了在傳統(tǒng)的單片機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中常出現(xiàn)的電磁閥干擾使檢測(cè)結(jié)果可信度降低的現(xiàn)象。對(duì)于新開(kāi)發(fā)的噴油器，只要根據(jù)不同的性能要求修改程序，且無(wú)需對(duì)程序進(jìn)行過(guò)多地測(cè)試即可迅速投入使用，有利于新型噴油器的開(kāi)發(fā)。同時(shí)，只要添加I/O模塊即可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)檢測(cè)臺(tái)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，提高了生產(chǎn)率，也就提高了經(jīng)濟(jì)效益。