呼和浩特西门子一级代理

：介绍了一套自行设计的汽车空调压缩机自动测试系统。该系统基于西门子SIMATIC S7—300PLC，能自动完成汽车空调压缩机的各项性能测试。本文包括该系统的基本特性、装置、控制流程和PLC软、硬件的设计。实践证明，该系统能大大提高汽车空调压缩机的测试速度。

　　汽车空调压缩机在组装过程中，必须对压缩机几个关键性能指标进行综合检测：泄漏情况，填充效率，离合器性能。国内汽车空调压缩机厂大多购买国外相关设备。这样必须花费大量外汇，同时制作周期必须18个月以上。

　　针对这种情况，我们公司与浙江大学控制工程系联手设计并制作了一套基于PLC(可编程逻辑控制器)的汽车空调压缩机测试系统。该系统能自动完成所要求测试项目。

　　1 系统的基本特性

　　1.1 系统组成

　  该测试系统由控制部分、显示部分和装置部分组成。控制部分包括PLC、按钮、模式转换开关。PLC实现自动控制，按钮实现手动控制，模式转换开关决定哪种控制模式生效。显示部分包括操作面板与数显表。操作面板与PLC双向通讯，通过自带的显示屏实时显示自动测试过程。数显表实时显示各测试数据。装置部分整合了抽真空装置、注油装置、注氮气装置、运转装置和检测装置，涉及变频电机、真空泵、注油泵、气动截止阀、变送器等。这些装置在选定控制模式下协同工作，对压缩机进行各项性能测试。

　　1.2测试项目

　　该测试系统能自动完成下列测试项目：真空泄漏测试将压缩机内部抽真空到设定真空度，保持一段时间后检测真空度下降值是否在允许范围。高压泄漏测试：在压缩机内保持设定高压，一段时间后检测压力下降值是否在允许范围。填充效率测试：检测压缩机能否将注人的低压氮气压缩到设定高压。离合器测试：以一定时间间隔连续通断压缩机上的离合器若干次，检测每一次通断之间电机电流是否有明显变化，从而测试离合器性能。

　　2 系统装置及控制流程

    该测试系统装置在PLC的统一控制下能自动完成所有测试项目。真空泵和注油泵保持常开，整个自动控制流程如下：

　　(1)真空泄漏测试：开阀1、2、8;真空度变送器测试到真空度为一0.088～一0.090MPa，关阀2;延时3s，真空度变送器测试真空度下降值：

　　(2)注油：开阀3，关阀7;注油到110±10ml，开阀7，关阀3。

　　(3)注氮气：开阀4、6;压力变送器测试到压力为0.2MPa，关阀4、6。

　　(4)填充效率及高压泄漏测试：开阀4、5，接通离合器;压力变送器测试到压力为0.9MPa，断开离合器;延时3s，压力变送器测试压力：I>0.84MPa，合格;<0.84MPa，报警;关阀4、5。

　　(5)离合器测试：开阀1;接通离合器0.2s，断开离合器0.2s，再接通0.2s，再断开0.2s，共50次;电流变送器测试电机电流变化：每次通断之问有明显变化，合格;无明显变化，报警;关阀1，关电机。到此完成一台压缩机的自动测试。若测试过程中出现某项不合格而报警，该台压缩机的测试自动中lE。

　　3 PLC控制系统的设计

　　3.1 硬件选型

　　该测试系统选用西门子SIMATIC S7—300型PLC，采用313C型CPU。该CPU的特点是自带一输入输出模块，包括24点数字量输入、16点数字量输出、5点模拟量输入、2点模拟量输出，使用相当方便。CPU工作内存为32KB，扫描速度为0.1ms/1000指令行，速度快，可靠性高。同时体积小，扩展性强，使用灵活。同时选用西门子170B型操作面板。该操作面板包括液晶显示屏和若干功能键，在系统中实现上位机功能。PLC电源选用西门子Ps307 5A电源，为24VDC。

　　3.2输入输出配置

　　根据控制流程要求，CPU 313C自带的输入输出模块已经足够，无须再添加单独的输入输出模块。根据图3，该测试系统共有3点数字量输入，13点数字量输出，3点模拟量输入，1点模拟量输出。

　　(1)数字量输入：包括2个控制按钮信号(开始、结束)和模式转换开关信号。

　　(2)数字量输出：包括8个气动截止阀、变频电机、真空泵、注油泵和离合器的开关信号，以及声光报警信号。

　　(3)模拟量输入：包括真空度、压力和电机电流3个模拟信号。信号来自相应的变送器，均为4～20mA电流信号。

　　(4)模拟量输出：变频电机转速设定值，为4—20mA电流信号，输出到变频器控制电机转速。

　　3.3 PLC程序设计

　　3.3.1程序流程

根据控制流程和输入输出配置，设计PLC程序。

　3.3.2程序说明

　　(1)初始化。在PLC加电时根据各个变量状态设置标志位。仅在个扫描周期执行。

　　(2)手动模式。若模式位为0，则执行手动模式子程序：复位所有变量，不执行任何测试指令，自动控制按钮无效。PLC程序空转。

　　(3)准备状态。若模式位为1，则进入自动模式，执行测试准备指令，等待控制按钮启动测试。

　　(4)控制按钮“开始”和“结束”2个控制按钮产生脉冲信号瞬时置位PLC中对应地址。PLC高速(0.1 ms/1000指令行)循环扫描主程序，能够捕捉地址位的瞬时变化，从而即时执行相应的启动或中断指令，开始或结束测试。

　　(5)逐步测试。自动测试的每一步为一子程序。各步子程序在主程序中依次调用。给每一步设置一标志位作为触发条件，在每一步的开始判断该步标志位是否为1，是执行该步，不是跳出。在每一步的后将该步标志位置0，将下一步标志位置1。这样就实现了在主程序快速循环扫描的情况下依次进行各步测试。

　　(6)报警。若某项测试不合格，则置位报警位，声光报警，同时复位所有步标志位，不再进行后续测试，保持当前报警状态，等待“结束”按钮结束测试。

　　(7)结束本次测试。为一子程序，用于括复位报警位、消除系统内高真空或高压、各装置回复准备状态。若各项测试均合格，则自动执行该子程序;若某项不合格报警或需要突然中止测试，则通过“结束”按钮执行该子程序。

　　3.3.3程序特点

　　(1)运用在特殊OB(组织块)中设置标志位和计数器的方法实现多处延时。该OB的扫描周期固定，结合计数器可以jingque设定不同延时时间，方法简单可靠。

　　(2)利用PLC循环扫描程序的特点简单方便地实现循环操作。只需设定相应标志位和作阈值判断，循环操作便能自动完成。

　　(3)采用控制数据块和输出数据块分离、两者在程序末通讯的数据传输方式，大大增强了程序的灵活性和可靠性。

　　(4)程序由不同子程序组成，各子程序独立完成各自功能，互不干扰。因而程序结构清晰，便于修改。

　　3.4操作面板组态

　　利用ProTool组态软件对操作面板进行组态。

　　组态的主体为画面。画面由动态组件组成，包括图形列表、文本列表、输出域等。画面通过变量与PLC进行通讯。

　　组态中定义的变量均为全局变量，它们带有PLC链接，在PLC上占据一个定义的存储器(数据块)地址，从操作面板与PLC上都可以对其进行读与写访问。

　　由此画面上的各动态组件通过设置相应的变量，就能使PLC数据块中的当前值可视化，从而在画面上实时显示测试进程。同时通过操作面板可以调整PLC数据块中的测试参数

　　4 结束语

　　该测试系统从设计到制作完成仅用了5个月时间。大大节省了我公司投产时问，对于提高压缩机安全性能有着重要的意义。同时节省了大量外汇，制作成本仅为国外类似设备的十五分之一。该系统能很好的满足我公司生产需求。这是一次成功的民营企业与学院的合作。

 S7-200编程语言的基本单位是语句，而语句的构成是指令，每条指令有两部分：一部分是操作码，另一部分是操作数。操作码是指出这条指令的功能是什么，操作数则指明了操作码所需要的数据所在。所谓寻址，就是寻找操作数的过程。S7-200CPU的寻址分三种：立即寻址、直接寻址、间接寻址。

    1．立即寻址

    在一条指令中，如果操作码后面的操作数就是操作码所需要的具体数据，这种指令的寻址方式就叫立即寻址。

    如：在传送指令中：MOVINOUT——操作码“MOV”指出该指令的功能把IN中的数据传送到OUT中，其中IN——源操作数，OUT——目标操作数。

    若该指令为：MOVD2505VD500

    功能：将十进制数2505传送到VD500中，这里2505就是源操作数。因这个操作数的数值已经在指令中了，不用再去寻找，这个操作数即立即数。这个寻址方式就是立即寻址方式。而目标操作数的数值在指令中并未给出，只给出了要传送到的地址VD500，这个操作数的寻址方式就是直接寻址。

    2．直接寻址

    在一条指令中，如果操作码后面的操作数是以操作数所在地址的形式出现的，这种指令的寻址方式就叫直接寻址。

    如：MOVDVD400VD500

    功能：将VD400中的双字数据传给VD500

    3．间接寻址

    在一条指令中，如果操作码后面的操作数是以操作数所在地址的地址形式出现的，这种指令的寻址方式就叫间接寻址。

    如：MOVD2505*VD500

    *VD500是指存放2505的地址的地址。

    如VD500中存放的是VB0，则VD0则是存放2505的地址。

    该指令的功能：将十进制数2505传送给VD0地址中。