基于MCGS，PLC電控噴油器檢測臺的研制

　　l 引 言

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

　　世界各發(fā)達國家的油泵油嘴行業(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)驗臺來(lái)進(jìn)行全自動(dòng)檢測，測量準確、精度高、測量條件一致性好，全部參數定量表示、嚴格且可靠，無(wú)需人工干預、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)性能試驗臺，這為其新的汽油機控制系統的開(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)對發(fā)展中國家是嚴格控制的。目前，國內油泵油嘴行業(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)強度大，工作條件差，個(gè)人的經(jīng)驗和勞動(dòng)態(tài)度占了很大比重，因此主觀(guān)性強，產(chǎn)品的質(zhì)量得不到嚴格保證。本文設計了一種基于組態(tài)軟件與PLC的電控噴油器的檢測臺。此設計不同于傳統的單片機檢測臺，具有可靠性高、穩定性好等優(yōu)點(diǎn)。

　　2 系統方案

　　2.1 系統組成

　　整個(gè)檢測系統由如圖1所示的上位機、下位機(PLC)、6個(gè)電控噴油器、油泵、電磁閥等部分組成。上位機的組態(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，并監控的所有的存儲器、控制器及I/O接口的狀態(tài)，以變量值的形式傳輸到計算機上，供上位機使用、處理。

　　2.2 MCGS組態(tài)軟件

　　MCGS即"監視與控制通用系統"，是一套32位工控組態(tài)軟件，集動(dòng)畫(huà)顯示、流程控制、數據采集、設備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò )數據傳輸、工程報表、數據與曲線(xiàn)等諸多強大功能于一身，并支持國內外眾多數據采集與輸出設備，是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監測領(lǐng)域服務(wù)的通用計算機系統軟件，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護性強的特點(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，便于方案設計;實(shí)時(shí)性與并行處理;設立"設備工具箱"，針對外部設備的特征，用戶(hù)從中選擇某種"構件"，設置于設備窗口內，賦予相關(guān)的屬性，建立系統與外部設備的連接關(guān)系，即可實(shí)現對該種設備的驅動(dòng)和控制;"面向窗口"的設計方法，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，快速構造各種復雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面;引入"運行策略"的概念;支持OLEAutomation技術(shù)。

　　運行時(shí)，MCGS通過(guò)對現場(chǎng)實(shí)時(shí)數據的采集、處理，并以動(dòng)畫(huà)顯示流程控制、報警處理和報表輸出等方式，方便工作人員進(jìn)行現場(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)現各種場(chǎng)合中的檢測、監測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的功能強大，無(wú)論在獨立運行中，還是相連成網(wǎng)絡(luò )皆能實(shí)現復雜控制功能。 3上位機的軟件設計

　　3.1控制界面的設計

　　整個(gè)系統的總體控制界面如圖2所示：

　　在圖2中，對現場(chǎng)檢測臺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)行模擬及監控。若用戶(hù)按下"自動(dòng)"按鈕時(shí)，將出現下面的自動(dòng)檢測控制界面，如圖3所示。

　　在自動(dòng)檢測中，"自動(dòng)程序選擇"欄中的編號1，2，3，4，5，6對應的是預先編好的檢測程序，用戶(hù)根據不同類(lèi)型的噴油器的不同的檢測需要，對6種不同的檢測方案進(jìn)行選擇，選擇后再按下"自動(dòng)"鍵，檢測臺將會(huì )按照用戶(hù)選擇的編號依次對噴油器執行相應的檢測。若在檢測過(guò)程中，按下了"暫停"鍵，檢測將會(huì )被中斷，再次按下"暫停"鍵，檢測將從剛才中斷處開(kāi)始繼續對噴油器進(jìn)行檢測;如果按下了"停止"鍵，檢測將停止，對檢測臺相關(guān)的控制進(jìn)行復位。

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

　　在手動(dòng)檢測中，用戶(hù)先輸入需要檢測的相關(guān)參數如次數、周期、脈寬。再按"手動(dòng)"鍵，檢測臺將根據用戶(hù)的要求進(jìn)行檢測。如果需要使噴油器常開(kāi)，進(jìn)行常噴檢測，則在時(shí)間對應的輸入框內輸入所需的持續檢測時(shí)間，然后按"常噴"鍵即可。手動(dòng)檢測界面中的"暫停"和"停止"按件的功能與自動(dòng)檢測界面的相同。

　　3.2 PLC的設備組態(tài)

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

　　4下位機的程序設計

　　下位機(PLC)負責接收組態(tài)軟件發(fā)送的指令，對檢測臺進(jìn)行相關(guān)的控制，如進(jìn)行高速脈沖輸出，計算脈沖個(gè)數，回油閥的開(kāi)啟關(guān)閉等。系統程序分為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(guān)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 語(yǔ)

　　本系統在實(shí)際應用中，體現出抗干擾能力強、穩定性好的優(yōu)點(diǎn)。避免了在傳統的單片機檢測系統中常出現的電磁閥干擾使檢測結果可信度降低的現象。對于新開(kāi)發(fā)的噴油器，只要根據不同的性能要求修改程序，且無(wú)需對程序進(jìn)行過(guò)多地測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)現多臺檢測臺同時(shí)進(jìn)行檢測，提高了生產(chǎn)率，也就提高了經(jīng)濟效益。