西门子模块总代理商-内蒙古地区

基于s7-300西门子plc的寿命测试系统的设计方案，灯泡型号及通电测试控制要求如表1。

2  控制系统设计
 
2.1控制系统硬件设计 
   本系统采用s7-300西门子plc进行控制。由于配电电路比较简单，元器件也比较少，采用正泰小型户内配电/20。金钟穆勒电源开关控制系统电源输入，内置指示灯的启动与停止按钮控制系统的工作状态。由于被测试灯泡型号繁多，且每一种型号都需要进行不同要求的通电测试，采用一组两位拨码开关可以实现00-99共100种功能选择。灯座通电板上安装了不同型号的灯座，用来固定各种不同型号的被测试灯泡。发光检测器用于检测灯泡的点亮或者熄灭状态，将所检测信号输入西门子plc进行处理。灯泡的通电电压将通过四位数字电压表lcd显示出来。电气控制柜外侧元件布局如图1。根据西门子电气产品型号选择及其标准，控制系统的电源模块将选择ps307 10a（订货号 6es7307-1ka00-0aa0）；cpu选择cpu314(订货号6es7314-1ae04-0ab0/v1.2)；数字量输入信号有15个点，为了方便扩展和备用，数字量输入模块选择di32xdc24v（订货号6es7321-1bl00-0aa0）；数字量输出点数较少，数字量输出模块选择do8xdc24v/2a（订货号6es7322-1bf00-0aa0）；根据数字电压表的显示精度要求，模拟量输出模块选择ao4x12bit（订货号6es7332-5hd01-0ab0）；电气控制柜内部元件还包括abb小型断路器（220v5a）、omronly型继电器、线槽、接线排、接线端、接地线等。电气控制柜内部元件布局如图2。硬件电气原理图如图3所示。主线路ac230v交流电经电源总开关分别接入ps307电源模块和dc5v变压电路板，分别为cpu和电压表供电；在dc0~30v直流源模块之前用5a小型断路器限流，被控直流电压经继电器输出给灯泡负载。

混合型现场总线连接是使用机柜套管设计形式的 hanbrid 接口进行的，用于将数据和电能从控制柜 (ip20) 输送到现场(ip65)。另外，也可作为将 profibus dp 和辅助电压线路布入混合现场总线电缆中的接口。

在带有适用于 profibus m12 连接电缆的两个 m12 接口的机柜套管上，电机的 24 v 电源通过单独的 7/8"连接电缆来传输。

混合现场总线连接分为两种形式，它们在功能上有所不同：

无源型

带信号刷新器功能的现行版本可显著增加 profibus 电缆的大长度

连接方式

现场端使用 hanbrid 或 m12 插塞式连接器进行连接。

hanbrid 型可使用以下选件：

用于现场馈电的接口/接口

用于现场转发的接口/接头

通常，m12 型均设计带有接口/接口。

无源电缆可通过位于后部（机柜端）的以下接口进线：

直接接线

fastconnect 连接

具有刷新功能的有源电缆进线的后部带 9 针 sub-d 插口。

辅助电源输入

除 profibus 信号外，hanbrid 插入式连接技术还提供了将两个单独的辅助电压 24 vdc（切换/不切换）输入或循环到现场的选项。混合型现场总线接头背面（机柜侧）带有弹簧型端子的端子排为这些辅助电压提供了各种互连选件。

电缆进线从开关柜 (ip 20) 连接到现场 (ip65)

hanbrid 插接技术接口/接口或接头/接口

具有刷新功能的有源混合现场总线接口

带有弹簧型端子的端子排 (0.25 - 2.5 mm2)，用于馈电或输送辅助电压

混合现场总线连接作为无源机柜套管

2.2控制系统软件设计
 运行step7软件，选择cpu型号并新建一个项目，在block中，建立ob1、ob100、fc1、fc2、fc3、fc10…，其功能描述如表2。西门子plc程序采用顺序功能控制结构如图4。当mt6100iv5系统电源接通，西门子plc进行初始化。系统启动后，组织块ob1调用系统初始化功能块，系统根据产品类型选择按钮所产生的信号来调用功能块fc10、fc11、fc12…灯泡进行通电测试。若灯丝被烧毁，保持电压表读数，系统停止程序结束；否则，如果没有更换新灯泡，立刻启动警报系统，通知寿命测试值班人员；若已经更换新灯泡，则寿命测试值班人员可以继续进行功能选择，系统将进行下一次通电测试。在软件设计过程中，需要解决的关键问题包括：（1）bcd拨码开关输入信号处理。系统操作人员通过bcd拨码开关进行不同测试要求的功能选择，为了得到良好的选通信号，必须对bcd拨码开关输入的信号进行处理。bcd信号先与十六进制数ff相与，对信号进行整形，再进行数据类型转换，和功能编号整型数值进行比较后得到产品类型选择信号，来实现该型号灯泡的测试功能，其程序功能块如图5。（2）电压模拟量输出处理。将电压值mw100进行数据类型转换，使其的为实数类型数据md120。双字节有16位，第16位为符号位，可以用7fff即32767来表示直流源模块输出的高电压30v，通过计算可以得到比例系数91.6。通过模拟量模块的输出信号pqw272来控制0~30v直流源的输出电压，供给被测试的灯泡负载。

3  plcsim软件仿真
 
   step7的可选软件工具plcsim是一个西门子plc软件仿真，它能够在pg/pc上模拟s7-300系列西门子plc的下载、测试运行和故障诊断。与真实的plc相比，它可以实现程序的暂停和继续功能，单循环执行模式，定时器手动设置，灵活性更高，使用也方便。plcsim的运行界面如图7。在程序的调试过程中，选择cpu在run模式，iw0不同的数值，表示不同的功能的选择；定时器t定时功能启动，qw就可以显示电压表读数值。在硬件安装完成之后，系统通电并进行程序下载。按照公司各种不同型号灯泡的测试要求，完善所有要求的测试功能。通过实际运行表明，该控制系统完全满足汽车灯泡寿命测试特殊的控制要求，能够长时间稳定运行，自动显示和记录通电测试电压，实现故障自动报警等功能

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