專利名稱：一種基于plc的風機主控硬件自動測試系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及一種基于PLC的自動測試系統及方法，尤其是基于PLC的風機主控硬件自動測試系統及測試方法。
背景技術：
眾所周知，風機主控系統在出廠前，必須經過全面的測試才能為現場使用提供可靠保障。傳統的風機主控系統測試方式多采用人工方式，而且是幾個人配合來完成，這無疑是人力資源的浪費。而且對于大多數工程師來說，硬件測試是一個復雜且費時的過程，因為需要測試的項目有:數字量輸入輸出硬件回路，模擬量輸入輸出硬件回路(溫度信號、壓力信號、加速度信號、位置信號和風速信號)及關鍵模塊(安全繼電器，測速模塊)等多達幾百個。在通常情況下，花費在測試上的時間長短還取決于工程師的經驗和所使用的測試工具，有時是兩三天，有時多達一個星期甚至更久。故，需要一種新的技術方案以解決上述問題。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種能夠自動對風機主控系統進行測試的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統及測試方法。為實現上述發明目的，本發明基于PLC的風機主控硬件自動測試系統可采用如下技術方案:一種基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，包括PLC主控制器、用以與被測設備進行數據交換的數據交互模塊和調試終端，PLC主控制器通過EtherCAT方采集數據交互模塊信息，并基于ADS協議分別·與待測設備和圖形化調試終端進行通訊；數據交互模塊包括數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、安全鏈測試模塊、風輪超速測試模塊。與現有技術相比，本發明基于PLC的風機主控硬件自動測試系統通過設置PLC主控制器、用以與被測設備進行數據交換的數據交互模塊和調試終端對被測設備進行自動測試，包括自動進行量測，處理數據，并顯示或輸出測試結果。能夠縮短待測設備的測試時間并節省人力物力成本。進一步的，PLC主控制器和數據交互模塊之間采用EtherCAT通訊，可以任意添加采用EtherCAT通訊的其他產品，具有較高的可擴展性，方便自動測試系統的升級。使用上述基于PLC的風機主控硬件自動測試系統的測試方法可采用如下技術方案:該測試方法，包括以下步驟:I)、根據待測設備的配置建立配置信息表；2)、搭建測試平臺；3)、選擇待測設備PLC主控制器的網絡ID，建立連接，顯示連接成功后進入下一
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少；
4)、讀取待測設備的配置信息；5)、設定需要測試的項目；6)、點擊自動測試，進入測試階段；7)、全部待測項目測試成功，測試結束，如有問題則進行解決，并再次測試直至測試成功，測試結束；8)、輸入本次測試的待測設備編號，保存測試記錄。
圖1是本發明基于PLC的風機主控硬件自動測試系統的結構示意圖，并展示了自動測試系統與被測設備連接時的狀態圖。圖2是本發明使用基于PLC的風機主控硬件自動測試系統的測試方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。請參閱圖1所示，本發明公開一種基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，包括PLC主控制器、用以與被測設備進行數據交換的數據交互模塊和調試終端，PLC主控制器通過EtherCAT方采集數據交互模塊信息，并基于ADS協議分別與待測設備和圖形化調試終端進行通訊。其中PLC主控制器用來接收并發送測試指令，并收集測試狀態，通過相應處理后將結果輸出，供調試終端圖形化顯示。數據交互模塊包括數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、安全鏈測試模塊、風輪超速測試模塊。數字量輸入輸出模塊通過與數字量輸入輸出模塊相連的繼電器組成硬件回路，用于模擬現場的各種開關信號，以實現待測設備的數字量輸入輸出硬件回路的測試。數字量輸入輸出模塊包括數字量輸入模塊DI及數字量輸出模塊D0。其中，所述數字量輸入模塊DI用來測試待測設備的所有數字量輸出回路。自動測試系統PLC主控制器基于ADS協議通訊向待測設備發出測試命令，待測設備收到命令后，相應的待測數字量輸出模塊輸出高電平，該回路中的繼電器得電，將繼電器節點通過電纜接入到測試系統的數字量輸入端口，測試系統的PLC主控制器比對收到的命令和之前輸出的測試命令，若相同則待測系統的該硬件輸出回路正常，反之異常，測試完畢，自動進入下一條測試。數字量輸出模塊DO用來測試待測設備的所有數字量輸入回路。自動測試系統PLC主控制器接收基于ADS協議的調試終端輸出測試命令，并通過EtherCAT通訊傳輸到相應的數字量輸出端口，該回路中的繼電器得電，將繼電器節點通過電纜連接至待測設備的數字量輸入模塊的輸 入端，待測設備將收到的命令基于ADS協議通訊傳輸到自動測試系統的PLC主控制器，該PLC主控制器判斷收到的命令和發出的測試命令，相同則待測數字量輸入回路正常，反之異常，測試完畢，自動進入下一條測試。
模擬量輸入輸出模塊包括模擬量輸入模塊Al及模擬量輸出模塊A0。模擬量輸入輸出模塊用以模擬現場采集量包括溫度、壓力、位置、加速度及風速信號，然后與待測設備進行數據一對一交互，以實現待測設備的模擬量輸入輸出回路測試。其中所述現場采集量有:溫度信號:用來模擬外界溫度信號，測試待測設備的溫度測量系統。具體步驟為:自動測試系統控制繼電器得電，用此繼電器來調節電阻值的大小，模擬PT100測溫的電阻值，將這個電阻值電纜連接到待測設備的電阻變送器輸入端口，這樣溫度值通過EtherCAT傳輸到待測設備的PLC主控制器，基于ADS協議通訊傳輸到測試系統PLC主控制器，測試系統PLC主控制器將發出的溫度信號命令值和收到的測試值進行比較，在偏差內即為正常，反之異常，自動進入下一個信號測試。壓力信號:現場壓力信號經過壓力傳感器后轉換為電流信號，因此自動測試系統為待測系統提供電流信號，模擬壓力信號進行測試。測試系統依次輸出幾組對應壓力信號范圍的電流值，通過電纜連接至待測設備的電流信號輸入模塊，通過EtherCAT數據傳輸到待測PLC主控制器，待測PLC主控制器基于ADS協議通訊將測量值傳輸到測試系統PLC主控制器，測試系統比對測量值和實際值，在偏差內即為正常，反之異常，自動進入下一個信號測試。位置信號，加速度信號:位置信號和加速度信號經傳感器后轉變為電流信號，此電流信號由自動測試系統提供，模擬位置信號和加速度信號，測試方法與壓力信號測試相同。風速信號:模擬風速傳感器的輸出頻率信號。由自動測試系統模擬量輸出端口輸出電壓信號，經壓頻變送器轉換為頻率信號，用電纜連接到待測設備的頻率變送器，轉換為電流信號傳輸至模擬量輸入端口，然后通過EtherCAT通訊傳輸到待測設備PLC主控制器，待測設備PLC主控制器基于ADS協議通訊將測量值傳輸到自動測試系統PLC主控制器，測試系統比對測量值和 實際值，在偏差內即為正常，反之異常，自動進入下一個測試。安全鏈測試模塊可以單獨測試安全繼電器的功能和性能，同時還可以進行安全鏈功能的教學演示。本模塊以菲尼克斯的安全繼電器為核心器件，還包括急停按鈕、復位按鈕、供電電源及安全鏈正常繼電器繼電器。將風電主控系統的關鍵信號(急停、復位、監控、過流、欠壓、振動、超速等)和安全鏈正常繼電器(標志安全鏈是否正常)串入安全繼電器，安全鏈正常繼電器的節點通過電纜接入自動測試系統的數字量輸入端口。通過自動測試系統的數字量輸出模塊逐個觸發安全鏈路的各信號，控制安全鏈正常繼電器的得電和失電，得到安全鏈是否正常的信號再傳輸至測試系統PLC主控制器，在調試終端顯示測試結果。通過該模塊可以很好的演示安全鏈正常與斷開的過程，有利于對安全鏈這一重要功能的理解。風輪超速測試模塊可以單獨測試風輪超速繼電器的功能和性能，同時還可以進行風機超速實驗的教學演示。本模塊以易福門的速度監視儀為核心器件，通過電壓輸出模塊提供電壓輸出，經頻率變送器提供頻率信號模擬現場風機的低速軸的轉速，提供給速度監視儀，速度監視儀將頻率信號轉化成電流信號傳給模擬量輸入模塊，實現轉速在調試終端上的顯示。同時速度監視儀的輔助觸點將風輪超速的狀態反映到測試系統PLC主控制器上，在調試終端上可以顯示當前是否超速。通過該模塊可以很好的演示風輪超速的整個過程，清楚地觀察到恢復時的轉速和超速時的轉速。更換風輪超速繼電器的型號可以很好的對其功能進行全方面的檢測。數據交換模塊中還包括可擴展預留部分，由于不同項目的主控機組采用不同的結構，當結構發生改變時，將會有新的待測的功能添加。本測試系統的PLC主控制器和數據交互模塊之間采用EtherCAT通訊,可以任意添加采用EtherCAT通訊的其他產品，具有較高的可擴展性，方便自動測試系統的升級。調試終端包括電腦和在電腦上運行的圖形化調試軟件及待測硬件系統的配置信息，調試軟件基于ADS協議與自動測試系統PLC主控制器通訊實現風機主控硬件自動測試，測試結束后保存測試記錄。使用上述基于PLC的風機主控硬件自動測試系統的測試方法包括以下步驟:1)、根據待測設備的配置建立配置信息表；2)、搭建測試平臺；3)、選擇待測設備PLC主控制器的網絡ID，建立連接，顯示連接成功后進入下一步。4)、讀取待測設備的配置信息；5)、設定需要測試的項目；6)、點擊自動測試，進入測試階段；7)、全部待測項目測試成功，測試結束，如有問題則進行解決，并再次測試直至測試成功，測試結束；8)、輸入本次測試的待測設備編號，保存測試記錄。根據風機主控系統的工作原理，設置待測數字量信號的判定值，模擬量信號的設定值、判定值，測試系統PLC主控制器和待測設備PLC主控制器間基于ADS協議映射所使用的變量名稱，以完成對當前信號的正確測試。
權利要求
1.一種基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:包括PLC主控制器、用以與被測設備進行數據交換的數據交互模塊和調試終端，PLC主控制器通過EtherCAT方采集數據交互模塊信息，并基于ADS協議分別與待測設備和圖形化調試終端進行通訊；數據交互模塊包括數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、安全鏈測試模塊、風輪超速測試模塊。
2.如權利要求1所述的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:所述數字量輸入輸出模塊，通過與數字量輸入輸出模塊相連的繼電器組成硬件回路，用于模擬現場的各種開關信號，以實現待測設備的數字量輸入輸出硬件回路的測試。
3.如權利要求1所述的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:所述模擬量輸入輸出模塊，用以模擬現場采集量包括溫度、壓力、位置、加速度及風速信號，然后與待測設備進行數據一對一交互，以實現待測設備的模擬量輸入輸出回路測試。
4.如權利要求2所述的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:所述安全鏈測試模塊，包括安全繼電器、急停按鈕、復位按鈕、供電電源及安全鏈正常繼電器；安全鏈正常繼電器的節點通過數字量輸入輸出模塊逐個觸發安全鏈路的各信號，控制安全鏈正常繼電器的得電和失電，得到安全鏈是否正常的信號再傳輸至PLC主控制器，在調試終端顯示測試結果，用以單獨測試安全繼電器的功能和性能。
5.如權利要求2所述的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:所述風輪超速測試模塊，包括速度監視儀、電壓輸出模塊、壓頻變送器，通過電壓輸出模塊提供電壓輸出，經壓頻變送器提供頻率信號模擬現場風機的低速軸的轉速輸入速度監視儀，速度監視儀將頻率信號轉化成電流信號傳給模擬量輸入輸出模塊，實現轉速在調試終端上的顯示，用以單獨測試風輪超速繼電器的功能和性能。
6.如權利要求1所述的基于PLC的風機主控硬件自動測試系統，其特征在于:所述調試終端包括電腦和在電腦上運行的圖形化調試軟件及待測系統配置信息，調試軟件基于ADS協議與自動測試系統PLC主控制器通訊實現風機主控硬件自動測試。
7.如權利要求1所述一種基于PLC的風機主控硬件自動測試系統的測試方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)、根據待測設備的配置建立配置信息表； 2)、搭建測試平臺； 3)、選擇待測設備PLC主控制器的網絡ID，建立連接，顯示連接成功后進入下一步； 4)、讀取待測設備的配置信息； 5)、設定需要測試的項目； 6)、點擊自動測試，進入測試階段； 7)、全部待測項目測試成功，測試結束，如有問題則進行解決,并再次測試直至測試成功，測試結束； 8)、輸入本次測試的待測設備編號，保存測試記錄。
8.如權利要求7所述的測試方法，其特征在于:根據風機主控系統的工作原理，設置待測數字量信號的判定值，模擬量信號的設定值、判定值，測試系統鎮南關PLC主控制器和待測設備PLC主控制器間基于ADS協議映射所使用的變量名稱，以完成對當前信號的正確測試。
全文摘要
本發明公開了一種基于PLC的風機主控硬件自動測試系統及測試方法，該測試系統包括PLC主控制器以及可擴展的數據交互模塊和圖形化調試終端。數據交互模塊與待測設備數據交互模塊通過電纜進行一對一交互，測試系統PLC主控制器通過EtherCAT方式快速采集測試系統數據交互模塊信息，并基于ADS協議分別與待測設備主控制器和圖形化調試終端進行通訊，實現風機主控系統硬件回路的自動測試。該發明具有可擴展性好、適用性強、重復利用率高，并減少調試時間，提高工作安全性和風機主控系統質量等優點。
文檔編號G05B23/02GK103235593SQ20131014205
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優先權日2013年4月22日
發明者蔡國洋, 王長寶, 邵宜祥, 胡麗萍, 鄔昌明, 楊燕吉, 曾雨竹 申請人:國電南瑞科技股份有限公司