PLC和触摸屏在继电器测验的运用
1导言
铁路安全继电器是铁路信号操控体系中的重要履行元件之一，有必要在出厂时和运用进程中守时对其电气特性参数进行测验。可是，传统测验设备存在测验精度低，牢靠性差，功率低下以及对测验人员要求高级缺陷，不能满意现代继电器测验的要求。PLC作为一种新式的操控设备与传统继电器操控体系比较，具有时刻呼应快，操控精度高、牢靠性好、操控程序可随工艺改动、易与计算机相连、修理便利、体积小、重量轻、功耗低及高性能等长处。触摸屏也是一种新式的人机交互设备，操作者只需用手触摸计算机显现屏上的图标或文字就能对主机进行操作，这样就摆脱了传统交互设备杂乱操作，即便新手也能轻松操作整个设备。因而，既减少了对操作人员的要求，也进步了作业功率。本文选用PLC、触摸屏及相关辅佐电路规划了一种归纳电器测验台。
2硬件电路规划
2.1体系概述
该继电器测验台选用欧姆龙CPM2A类型PLC作为操控单元、ET500系列触摸屏完结人机交互，测验一般继电器、触摸器、过流继电器、接地继电器的吸合电压（电流）、开释电压（电流）及电磁（电子）式时刻继电器的延时时刻等参数。图1给出其硬件结构框图。
PLC经过I／O捕获继电器触点动作，经过扩展模仿I／O模块记载待测继电器动作时的电压（电流）值。一起，PLC把检测到的继电器状况和动作信号送人触摸屏显现，并对各种毛病报警等。
2.2测验原理
测验前依据待测继电器类型及类型经过触摸屏设定参数，测验开端后可挑选主动、人工方法经过PLC操控增（减）电压（电流），待到达待测继电器吸合电压（电流）、开释电压（电流）后，动合接点（衔铁）动作，PLC记载此刻的电压（电流）值或和接点传唤时刻存入内部数据区，待测验完毕后经过触摸屏显现并打印。
因为测验目标包含直流或沟通继电器，电子式或电磁式继电器。电子式又包含共阴或共阳型。因而，该测验台在规划中满意了各种类型、类型继电器的测验需求，其原理如图2所示。体系经过扩展单元的4～20 mA模仿量操控信号挑选直流或沟通电源。
在测验时刻继电器时，被测的是额外电压下继电器的动作延时时刻或开释延时时刻。考虑到继电器线圈电压从0 V加至额外值需求必守时刻，这会带来丈量误差。所以该测验台选用在电源输出端加上一个固体继电器（SSR），图2所示的是使体系主动识别延时类型。开端测验时，体系主动调整输出电压为设定的线圈额外电压，然后经过SSR堵截输出电压，等候6 s使线圈两头电压降为0 V，然后再触发SSR使之导通，此刻设定额外电压直接输出到时刻继电器线圈，并开端计时。
当操作人员在测验前挑选电磁或电子式时，测验台依据触摸屏传来的参数主动切换辅佐继电器J10的触点方位，以完结类型的主动识别。图2中J10触点向上构成电子式丈量电路衔接，J11为电子式继电器的负载继电器；J10触点向下构成电磁式丈量电路衔接。在挑选电子式的一起还要挑选被测继电器为共阴仍是共阳极，测验台中选用辅佐继电器J12的主动切换来完结共阴和共阳极的切换，触点向右构成共阴极，向左构成共阳极。
3软件部分规划
继电器测验台的软件规划首要包含PLC操控软件和触摸屏组态软件两部分。因为欧姆龙CPM2A中添加了一个内置的RS232衔接器，PLC无需装备专用的通讯模块就能便利地与外部设备进行通讯，所以经过触摸屏与PLC之间的RS232传输就能完结实时通讯功用，点击触摸屏向PLC宣布各种操控信号，PLC接到触摸屏宣布的指令信号后履行运算与操控使命。
3.1 PLC操控软件
PLC作为操控单元，是整个体系的操控中心。经过接纳开关量和模仿量的输入，经处理后输出开关量和模仿量去操控继电器的动作。PLC操控软件首要由初始化模块、状况检测模块、操控模块、通讯模块和毛病处理模块组成，如图3所示。
初始化模块用于测验电流、电压、时刻和日期的初始化，以及所测继电器类型的挑选。状况检测模块用于各组成部分的状况检测和显现，并告诉毛病处理模块进行毛病处理。通讯模块用于接纳触摸屏传来的参数信息，完结与PLC的通讯。操控模块用于电流、电压调理和人工调理。
3.1.1状况检测
状况模块首要是检测继电器的状况转化。因为触点的物理特性。动触点在吸合触摸静触点的瞬间往往会先吸合，再以细小的幅值弹开后再次吸合。针对这样的”颤动”，传统测验设备因灵敏度太差，而对测验成果不会形成影响；可是，该测验台因选用PLC检测触点触摸，尽管仅仅是不到0.01s，可是PLC会因捕捉到这样的”颤动”而误以为触点吸合了两次或更屡次，致使丈量无法正常进行。因而，在软件规划中采取了防抖功用，如图4所示。接点不动作时守时器002计时开端，20 ms后输出为”1″。当接点闭合或断开瞬间，辅佐继电器20.09或20.10接通一个扫描周期，高速计数器002开端计时，计时到后辅佐继电器20.12接通一个扫描周期，表明继电器状况已牢靠转化。
3.1.2输出操控
在测验中，当需求对线圈两头升（降）电压（电流）时，为避免电压（电流）上升过快而形成丈量误差较大的问题，经过PLC宣布0.2 s的守时脉冲。在PLC宣布每个脉冲的一起对电压进行增减，步长为0.1 V。可是有时需求快速添加输出，操作人员可以挑选手动输出方法，长按时刻2 s以上触摸屏上输出增按钮。这种情况下，选用单位输出增量△a为变值来完结。图5所示快速输出增量图。可见，第n-1次输出增量为an-1，第n次输出增量为△an，操控输出增量△a使△an=an-1+1，使每相一起刻△t内的输出增量递加，就可完结输出值a的快速添加。人工输出快速减少时其原理相同。
3.1.3毛病处理
测验进程中有异常情况时，体系会依据检测的成果进行相应操作。例如，在丈量继电器的吸合电压时，假设继电器线圈断线。依据知识在这种情况下不管体系怎样添加电压，触点都不会吸合，继电器都不会动作。因而，当体系加压到必定值后继电器假如还未动作，体系即以为继电器损坏，完毕丈量，弹出错误报告。还有其他异常情况，比如打印时未接打印机、调压模块毛病等。
3.2触摸屏组态
触摸屏界面由支撑软件规划、编译，然后从支撑东西下载到触摸屏即可运用。触摸屏与PLC之间经过RS232通讯电缆进行衔接。由PLC对触摸屏状况操控区和告诉区进行读写，以到达两者之间的信息交互。 触摸屏的组态是在EasyBuilder组态软件下完结。依据归纳电器测验台的要求，规划了初始界面、测验主控界面、电压测验界面、电流测验界面、接地继电器测验界面、电磁式时刻继电器测验界面、电子式时刻继电器测验界面和手动输出界面共8个人机交互界面。
图6所示为测验主控界面。其进程为是先完结测验界面各个窗口、按钮的布局；其次为了使触摸屏和PLC可以正常通讯，还要对测验界面的各个子窗口、按钮和输入区域进行相应的设置。设置完结后对其编译，编译经往后就可经过RS232通讯电缆将组态信息下载至触摸屏中，这样触摸屏和PLC的通讯就建立起来了。然后，运转组态软件，操作人员用手触控这些输入区域时，体系将弹出数字字母键盘，如图7信息输入键盘所示。在该界面可以输入设备称号、规格类型、产品编号、操作员代号、上车号、下车号等信息。依据需求测验的项目触控界面中相应的按钮进入相应的测验操作界面。
4结语
该规划的继电器电器测验台现已投入运用，运转成果证明，根据PLC和触摸屏操控的归纳电器测验台的作业功率较传统测验设备有大幅度进步，体系作业安稳。具有下述长处：（1）触摸屏人机界面上设置的各种按钮、开关、信号显现灯、外表等都是什物的替代品，触控寿命长，大大进步了电器测验的牢靠性。（2）触摸屏与PLC的衔接通讯是经过软件完结的，不占用PLC的I／O点，只需求小型的PLC即可满意测验台的出产，节省了本钱。（3）检测精度远远高于传统测验方法，且安全性高。（4）体系的程序接口简略，用户可以很便利地进行体系的二次开发，装备灵敏，习惯客户要求，确保了全体体系的灵敏性和可伸缩性。
