基于PLC液压系统参数检测的研究

　　0 引言

　　液压系统由于自身封闭的特点，其内部工作状态的实时在线检测比较困难，液压系统故障的早期预防和诊断是十分突出的问题。 目前，对液压系统内部工作状况的分析，是基于利用各种机械、电器仪表对其主要工作参数的测量。 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。 本文研究了以 PLC为控制器的数据采集系统，并用 VB6.0 为开发平台编制了基于 Windows 的测控软件，实现了液压系统动态特性的测试。 该系统可以在线检测油温、压力、工作时间及其他相关性能参数， 并能够实现保存、查找、打印等功能，实现了液压油缸测试过程的自动化。

　　1 硬件结构设计

　　本系统主要由温度传感器、压力传感器、流量传感器、PLC 和计算机组成。 其中 PLC、传感器和计算机组成的控制系统是整个系统的核心，主要完成数据的采集、处理和分析，并根据需要，对测试的结果进行记录、查询、统计和打印。 图 1 为液压油缸检测试验系统的硬件结构图。

　　通过对整个系统的 I/O 点数的分析， 并考虑系统的经济性和可靠性， 在本系统中选用了 OMRONCPM2AH 型小型 PLC。 OMRON CPM2AH PLC 是日本欧姆龙公司开发研制的 CPM2 系列的 PLC 之一。

　　CPM2AH 具有强大的模拟量扩展功能，能够扩展模拟量输入输出模块，连接触摸屏。PLC 实现各传感器输出信号的数据采集，并将采集数据传送到上位机进行数据处理分析等，以便操作人员读取或进行越限报警。

　　温度传感器采用美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源 AD 590。在本系统中电源电压设为 24 V，工作温度范围为-55～150 ℃，灵敏度为1 μA/K。

　　压力传感器在本系统中选用了 PPM 241 Z 型压力传感器， 该压力传感器采用不锈钢全封焊结构。利用优质弹性材料，从而传感器具有抗振动、冲击、耐腐蚀、精度高、性能稳定、防潮性能好、介质兼容性强等特点。 膜片直接接触测量介质，没有中间的充油部分和橡胶密封圈，传感器的卫生、安全性能优良。

　　流量传感器采用 ELETTA M-FA 系列流量传感器，该传感器结构简单、体积小巧、测量精度高。

　　由于本系统选用的传感器输出电信号很微弱，不能直接输送到 PLC 的模拟量入口，因此需要进行放大。 有些传感器输出电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 为此设计了图 2 所示信号处理电路，对传感器信号放大、滤波处理。

　　2 系统软件设计

　　液压油缸检测试验系统是利用 VB6.0 软件开发工具，编制成的液压系统检测试验系统软件。 本系统使用欧姆龙 CPM2AH 型 PLC 进行采集控制，通过 VB6.0 高级语言编程， 实现二者通讯。 在 Vi-sual Basic6.0 中提供一个串行通讯控件 MSComm，只需设置 MSComm 空间的属性和事件，然后按照相应的通讯规约就可以实现串行通讯，程序清单：