一种水压综合测试试验台控制系统的制作方法

本发明涉及一种水压综合测试试验台控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

对用水类产品进行水压测试和出厂检测存在两种方法，一种是手动操作增压泵进行测试，这种方法存在劳动强度大、压力控制不准、测试效率低等缺点；另一种是利用水压测试试验台进行测试。目前国内的水压测试试验台存在试验种类单一，试验精度不高，使用寿命短等问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种水压综合测试试验台控制系统，该水压综合测试试验台控制系统采用工控机、S7-300PLC作为控制器，工控机与PLC进行OPC通讯，通过电液比例阀实现了对试验台压力的快速精确控制，提高了试验台的控制精度和试验效率。

本发明所采用的技术方案是：

所述水压综合测试试验台的压力控制是通过电液比例阀实现的，试当水温到达设定温度，液压泵3启动，系统压力为0，控制系统将设定压力转换成相应的电流，作为输入信号驱动比例阀8，在测试台中产生相应的压力，对测试对象进行试验。控制系统通过压力传感器5读取的压力值对电流进行调整，实现对压力的反馈控制。

所述试验台控制系统硬件主要由工控机、S7-300PLC、传感器、液压阀、泵等构成。整个控制系统要求响应快、精度高，所以选择功能强大、处理速度快、可靠性高的S7-300PLC作为试验台的下位机。S7-300是控制系统的核心，完成数据采集、模拟量控制和顺序控制等。包括试验台温度、压力的检测与控制，各种液压阀的开关、泵的启停、设备运行状况的监视以及故障处理。通信处理器模块选用CP343-1 Lean，通过工业以太网建立OPC服务器与S7-300的S7连接，基于OPC通讯协议实现工控机与S7-300的实时数据交换。操作人员通过工控机上的试验台控制软件，对试验台进行操作。

所述控制系统的软件设计包括上位机和下位机两部分。

所述上位机软件的开发采用C#编程语言设计，主要用来开发用户界面，建立与OPC服务器的连接，实现与PLC的通讯。工控机与PLC之间通过OPC通讯协议进行通讯，在工控机上建立OPC服务器，进行相关网络设置，实现OPC服务器与PLC之间的连接，而上位机软件通过建立与OPC服务器之问的连接，实现上位机软件与PLC的通讯。

所述控制系统采用模块化结构思想，手动运行模块用来对试验台的各个控制对象进行单独调试，同时对试验台的相关数据进行监控。自动运行模块用来进行试验台的自动运行，包括试验操作、运行指示和试验数据监控三个部分。试验操作用来控制试验的启停。运行指示包括各个控制对象的运行状态以及水箱水位指示等。试验数据监控用来实时显示试验过程中的压力和温度，并生成实时的压力波形曲线。试验结束后，自动保存相关试验数据和试验曲线。参数设置模块包括对试验压力、试验温度、试验频率、循环次数、试验时间等参数进行设置。数据处理模块对试验数据的处理包括试验曲线的绘制、试验报告的生成等。故障报警模块，当试验台出现异常情况时，报警器发出警报，报警信息显示在报警显示框中。

所述下位机PLC程序通过编程系统STEP7 V5.5实现，STEP7中提供丰富的功能模块为压力的闭环控制提供了方便。在PLC程序中，通过模拟量输出功能块FCl06将设定压力转换成电流输出给比例阀。通过循环中断组织块OB32实现压力的闭环控制。通过控制程序将设定压力转换成电流输出给比例阀，在测试台中产生相应的压力。PLC将压力传感器检测的压力值与设定压力值进行比较，求出压力偏差，通过控制器对原有的电流进行修正，以实现对压力的修正，从而实现压力的闭环控制。

本发明的有益效果是：该水压综合测试试验台控制系统采用工控机、S7-300PLC作为控制器，工控机与PLC进行OPC通讯，通过电液比例阀实现了对试验台压力的快速精确控制，提高了试验台的控制精度和试验效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的试验台液压原理简图。

图2是本发明的控制系统硬件结构图。

图3是本发明的控制系统软件机构框图。

图4是本发明的上位机软件模块结构图。

图5是本发明的试验台压力控制系统框图。

图中：1．水箱；2．加热器；3．液压泵；4．压力表；5．压力传感器；6．接头；7．环形测试软管；8．比例阀；9．安全阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，水压综合测试试验台的压力控制是通过电液比例阀实现的，试当水温到达设定温度，液压泵3启动，系统压力为0，控制系统将设定压力转换成相应的电流，作为输入信号驱动比例阀8，在测试台中产生相应的压力，对测试对象(进行试验。控制系统通过压力传感器5读取的压力值对电流进行调整，实现对压力的反馈控制。

如图2，试验台控制系统硬件主要由工控机、S7-300PLC、传感器、液压阀、泵等构成。整个控制系统要求响应快、精度高，所以选择功能强大、处理速度快、可靠性高的S7-300PLC作为试验台的下位机。S7-300是控制系统的核心，完成数据采集、模拟量控制和顺序控制等。包括试验台温度、压力的检测与控制，各种液压阀的开关、泵的启停、设备运行状况的监视以及故障处理。通信处理器模块选用CP343-1 Lean，通过工业以太网建立OPC服务器与S7-300的S7连接，基于OPC通讯协议实现工控机与S7-300的实时数据交换。操作人员通过工控机上的试验台控制软件，对试验台进行操作。

如图3，控制系统的软件设计包括上位机和下位机两部分。

如图4，上位机软件的开发采用C#编程语言设计，主要用来开发用户界面，建立与OPC服务器的连接，实现与PLC的通讯。工控机与PLC之间通过OPC通讯协议进行通讯，在工控机上建立OPC服务器，进行相关网络设置，实现OPC服务器与PLC之间的连接，而上位机软件通过建立与OPC服务器之问的连接，实现上位机软件与PLC的通讯。

控制系统采用模块化结构思想，手动运行模块用来对试验台的各个控制对象进行单独调试，同时对试验台的相关数据进行监控。自动运行模块用来进行试验台的自动运行，包括试验操作、运行指示和试验数据监控三个部分。试验操作用来控制试验的启停。运行指示包括各个控制对象的运行状态以及水箱水位指示等。试验数据监控用来实时显示试验过程中的压力和温度，并生成实时的压力波形曲线。试验结束后，自动保存相关试验数据和试验曲线。参数设置模块包括对试验压力、试验温度、试验频率、循环次数、试验时间等参数进行设置。数据处理模块对试验数据的处理包括试验曲线的绘制、试验报告的生成等。故障报警模块，当试验台出现异常情况时，报警器发出警报，报警信息显示在报警显示框中。

如图5，下位机PLC程序通过编程系统STEP7 V5.5实现，STEP7中提供丰富的功能模块为压力的闭环控制提供了方便。在PLC程序中，通过模拟量输出功能块FCl06将设定压力转换成电流输出给比例阀。通过循环中断组织块OB32实现压力的闭环控制。通过控制程序将设定压力转换成电流输出给比例阀，在测试台中产生相应的压力。PLC将压力传感器检测的压力值与设定压力值进行比较，求出压力偏差，通过控制器对原有的电流进行修正，以实现对压力的修正，从而实现压力的闭环控制。