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        基于PLC和觸摸屏技術的故障檢測裝置的升級改造

        2017-04-07 09:45:37李瑞
        東方教育 2016年23期
        關鍵詞:故障檢測觸摸屏

        李瑞

        摘要:為解決目前故障檢測裝置落后、功能簡單等問題,提出一種智能的故障檢測考核裝置的升級方案。裝置將PLC、觸摸屏和電氣控制等技術融合在一起,實現(xiàn)考生隨機抽題、系統(tǒng)智能評分的過程,從而真正考察了考生解決實際問題的能力。

        關鍵詞:故障檢測;PLC;觸摸屏

        目前設備存在以下幾個問題:實訓內(nèi)容有限,功能缺少,裝置型號、類型比較落后;實驗臺只能通過人工操作按鈕來設置故障與排除,這種單一的操作方式在自控技術日趨發(fā)達的今天已經(jīng)顯得落伍。為解決上述問題進行設備改造。

        1.系統(tǒng)總體方案

        維修電工故障檢測系統(tǒng)設備在原有裝置基礎上添加PLC、觸摸屏、開關電源、中間繼電器等元件,替換老損、故障元件。主要包括電氣電路部分、PLC部分和觸摸屏部分。觸摸屏一方面顯示現(xiàn)場相關器件的工作狀態(tài),另一方面供考生隨機抽取考題,并作答;PLC完成相關器件的狀態(tài)檢測,將信息傳給觸摸屏,并根據(jù)觸摸屏給出的題號,控制繼電器線圈得失電;電氣電路結合繼電器得失電的組合,實現(xiàn)故障點的設置。

        2.裝置硬件設計

        2.1PLC選型和設計

        故障檢測系統(tǒng)是在原有實訓裝置上改進而來的,可供安裝面積并不多,應選用小體積的PLC。設計中共需要輸入輸出20個點。綜上考慮選用日本三菱公司推出的FX1S-20MR型PLC。它使用廣泛,擁有高性價比、尺寸緊湊的特點,其中12個輸入點,8個輸出點。

        2.2故障點的設計

        故障點是人為在控制電路中添加的故障,通過排除故障點的過程檢測學生掌握故障檢測技術的水平,鍛煉學生準確、迅速找到故障部位并排除故障。故障檢測系統(tǒng)中使用了4種工廠常見的基本控制電路(長動電路、正反轉電路、順序啟動電路、Y-△降壓啟動電路)來考察學生故障排除水平。電氣原理如圖1所示。

        3.系統(tǒng)軟件設計

        3.1觸摸屏程序設計思路

        開始考試后,考生輸入準考證號和學號,核對自己信息,查看考試說明,確認后進入考試,考試開始計時??忌鶕?jù)觸摸屏顯示內(nèi)容和用萬用表實地測量完成考試,交卷后將自動生成分數(shù),考官登錄查看成績,考試結束。

        故障檢測考試主要內(nèi)容涉及工廠常見的電氣控制線路,包括長動、正反轉、Y-△降壓啟動、順序啟動控制電路。在了解各種控制電路的工作原理后,設計各種電路的合理考試題目選項,使學生在培訓考核中真正掌握故障排除技能。

        考核系統(tǒng)有如下幾個優(yōu)點:

        (1)保證考試公平性

        (2)人性化界面設計,方便考生

        (3)優(yōu)化考試,提高工作效率

        (4)提高安全性,防止誤操作

        3.2界面設計

        (1)登錄界面的設計

        登錄界面的設計中左側有考試注意事項,在右側輸入正確的考生準考證號和考生學號,如圖2所示,若不輸入或輸入錯誤則考試成績無效。之后點擊“確認并開始考試”按鈕,系統(tǒng)將隨機抽取其中一套題,考生開始進行答題。

        (2)考生答題界面的設計

        考生點擊開始考試后,會隨機抽取4套題中的一套題,每套題內(nèi)有5道小題,涵蓋4個典型電路(長動控制、正反轉控制、Y-△啟動控制、順序啟動控制電路)的試題。左側顯示該題故障所在電路圖,圖中有重點元件的通斷動畫,動畫顯示與實際元件同步。右側顯示該題可能的故障選項??忌鶕?jù)信息測量可能的故障元件,以此判斷故障原因,在右下角選擇答案。考生答題界面設計如圖3所示為長動電路答題界面。

        (3)交卷審核界面的設計

        考生做完題后,點擊交卷會在檢查交卷頁面顯示考生所做答案。在考官審核界面,考官可以在表格里直觀看出考生每題作答正確與否,系統(tǒng)自動得出總分。若考生分數(shù)高于預設合格分數(shù)線將顯示通過考試,方便考官記錄考生成績。

        (4)首頁與系統(tǒng)設置界面設計

        首頁界面是系統(tǒng)啟動后顯示第一個界面,首頁有3個選項,分別是“考試入口”、“系統(tǒng)設置”、“退出系統(tǒng)”。系統(tǒng)設置界面中可以設置考試時間,考核通過分數(shù)線,考官查看密碼等系統(tǒng)屬性設置。

        3.3PLC程序設計

        在考試過程中,故障檢測系統(tǒng)為考生選擇好第幾套試題,考生輸入姓名學號后正式進入答題環(huán)節(jié),考生在答某道題時,PLC程序首先判斷是哪種控制電路圖,再通過判斷故障點從而判斷出此題的正確答案,考生在答對題目時,輸出由0置1,而答錯時程序沒有反應。在答下一道題之前程序會重新復位。

        PLC程序在得到上位機傳來的判斷控制電路圖種類的信號,再通過所傳來的故障點的信號,從而分析出正確答案。M20、M21、M22、M23分別代表長動、順序、正反轉、星三角控制電路,M0-M7則代表故障1到故障8,最后通過上位機的信號判斷答案正確與否。

        PLC程序在完成一道題之后,需要為故障檢測系統(tǒng)程序復位。當考生在判斷故障點并且選擇出答案時,每個故障點之間互不影響。如果程序不進行復位,將會使得故障點判斷混亂。

        4.運行結果

        目前,系統(tǒng)已投入使用,較改造前取得了理想的效果,在提高考生考試水平、評委老師評分上達到了設計目的?,F(xiàn)階段,共有5道題供學生隨機抽取,在考題的數(shù)量上有一定的局限性,這方面是以后進一步提高的一個方面。

        參考文獻

        [1]王博,董繼先,陸琦.MCGS在機電系統(tǒng)實驗臺中的應用[J].陜西科技大學學報,2010,28(1).

        [2]呂品.PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應用[J].自動化儀表,2010,21(8).

        [3]李建海,蘇學軍.觸摸屏在放電控制系統(tǒng)中應用[M].船電技術,2014(2).

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