基于PLC的风缸压力检测系统

　　1 引言

　　在列车中，风缸是制动系统的动力储备元件，如果风缸应用时没有经过严格检验，其储备的气体压力将无法确保证达到列车行驶中的制动要求，不能使列车准确及时的制动，将会造成严重事故，所以风缸出厂前要经过严格的检测，以防漏泄，确保列车行驶安全。铁道部的标准：通过微机检测，给风缸内打水压900kPa以上，观察5min是否漏泄;给风缸充气压600kPa以上，观察5min是否漏泄，要求漏泄量均为0。传统的检测方式只是通过肉眼观察压力表的指针来观察其是否漏泄，存在误差;且由于人为因素，检测时间也无法保证，为此我们设计了风缸自动检测系统。

　　风缸如图1所示，风缸有两个接口。法兰口A端用于进水和进气，法兰口B用于排水排气，由于接口标准不一，我们均采用软管试连接的方法。采用循环水箱供水。水密性试验时先用水泵供水，注满水后则用高压泵打水压至900kPa以上进行试验。气密性试验用风炮进风，至压力到600kPa以上。先进行水密性试验，然后通过气压使水排净再进行气密性试验。全过程除手动翻转缸排水外，其余均可由电脑控制完成。

　　2 系统硬件组成

　　本检测系统的硬件部分由下位机(西门子PLCS7-200)和上位机(华硕工控机和mcgs组态软件)组成。两者通过PPI转换线连接。为使压力能够平滑快速的上升到要求值，采用PLC控制变频器，利用PID控制器原理，从而控制水泵的转速。采用量程为20MPa传感器通过PLC转换后上传给上位机。上位机对取到的压力值信号进行处理，得出缸内压力的曲线，根据曲线的形状判断辨别气缸是否漏泄。

　　3 系统流程的设计

　　本系统可以在手动与自动两种方式下工作，手动状态即可进行传统式检测。将旋钮打到自动挡位就可以进行自动操作。系统自动操作流程如图2 所示。

　　4 系统软件设计

　　系统软件设计有两部分组成，一是上位机监控软件MCGS编程，一是下位机PLC编程。

　　4.1 系统上位机设计

　　图3为上位机监控界面。本系统有良好的人机界面，可实现对PLC的运行情况以及执行机构进行实时监视和控制，实现实时数据采集和历史数据打印功能，具有登录权限和帮助窗口，告诉用户操作方法和机器维护方式，能完美的完成检测任务和数据报表输出，满足检测要求。

　　历史数据窗口中设置了数据查询和打印报表功能，试验前操作员必须填写风缸号码，操作人员可以根据风缸号进行查询，也可以根据日期进行查询。显示该风缸的试验结果。若发现该风缸不合格则可以重新检测，也可以单独做水密性试验或者气密性试验，不影响其他信息。如果该编号已经存在，则提示用户该编号已经存在是否重新检测。打印报表这一项，操作人员可以点击打印报表安钮然后选择按照风缸号或者日期打印。就可以打印出关于该风缸的检测信息。