力标准机控制系统的电子化改造

1　引　言

    力标准机是力值计量中的重要设备,在全国的保有量有数百台之多。据不完全统计,国内现有的力标准机有一半为六七十年代的产品,限于当时技术上的原因,这些力标准机的控制系统都采用传统的继电器逻辑控制方式,这就使得控制系统显得复杂,庞大,可靠性不高,使用和操作也不甚方便。使用多年,故障频繁,亟需进行技术改造。随着计算机技术的发展,特别是可编程序控制器的出现,为实现力标准机控制系统的电子化改造进一步创造了条件,当前国内新生产的力标准机,几乎都把可编程序控制器做为控制单元。当前,把微机和可编程序控制器相结合,组成上下位机结构,从而实现力标准机的全自动控制及数据的自动采集和处理是力标准机控制系统的发展方向。

2　力标准机控制系统的电子化改造的原理

    整机PLC控制系统采用上、下位机控制方式,上位机由微机系统组成,下位机以PLC(可编程序控制器)做为核心,既可以独立地实现手动控制,亦可以实现整机的自动控制和数据自动采集、处理。控制系统上位机软件直接完成设备与操作者的交互任务,许多智能判断、故障诊断和数据处理等工作都由上位机软件来完成,针对设备自动控制的特点完成力标准机的工作任务,操作使用较为灵活方便。

2.1　控制系统软件

    控制系统的软件是整个控制系统的核心,由它来发出各种控制命令,使硬件产生各种动作。控制系统的软件由上位机和下位机软件两部分组成。上位机软件用VB或VC等高级语言编写,下位机软件用PLC的专用语言———梯形图语言编写,上、下位机的两部分软件有机地配合,很好地实现了整机的自动控制。

    上位机软件主要由参数输入软件包、控制命令软件包、数据采集处理软件包以及数据库软件包等组成。其中参数输入软件包主要负责各种控制命令参数及测力仪或传感器本身的信息参数的输入;控制命令软件包主要用于对下位机发出各种控制命令,以及接收从下位机发送的信号,并根据这些信号在显示器上进行各种显示。数据处理软件包,主要用于对从数字电压表或测力仪表采集到的信号进行处理,形成原始记录和检定证书,并由打印机打印;数据库软件包主要用于对测量数据的存储和查询,亦可以对原始记录和检定证书保存和查询,实现了对测量数据的管理。

    下位机软件主要用于实现对力标准机的控制。它接收从上位机发出的控制命令,并根据这些控制命令由梯形图语言程序通过各种逻辑控制和运算,由PLC输出模板发出控制命令给执行元件,从而控制力标准机的各种动作。

    下位机软件由专用梯形图软件开发而成,专用梯形图软件可在Windows操作系统下工作,在离线状态下(即不与PLC相联)可在PC机上用专用梯形图软件进行下位机软件的编写,编写完成后,可通过PC机的RS232接口写入到PLC的EPROM中去,下位机软件可在离线或在线的状态下进行编辑和修改。