油液污染度檢測儀動態(tài)校準試驗臺的設(shè)計
 
航空工業(yè)*一六廠 渠長威　供稿
摘要：油液污染度檢測儀動態(tài)校準試驗臺用以在流量交變狀態(tài)下動態(tài)校準顆粒計數(shù)器，設(shè)備以 PLC為控制核心 , 通過與上位工控機的通訊 , 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集、處理和分析; 利用回路控制來控制系統(tǒng)中壓力、流量，應(yīng)用以太網(wǎng)模塊與上位機通訊，簡化了設(shè)計，提高了系統(tǒng)的性能。
關(guān)鍵詞:流量交變；動態(tài)校準；回路控制
1.引言
    顆粒度計數(shù)器應(yīng)用于油液污染度檢測，可精密計量出油液中各種規(guī)格微粒的個數(shù)，是油液污染度檢測中的重要部件。油液污染度檢測儀動態(tài)校準試驗臺是用以校準顆粒度計數(shù)器，在定壓力、定流量狀態(tài)下與定壓力、流量交變狀態(tài)下，被校準顆粒度計數(shù)器與標準計數(shù)器接在系統(tǒng)同一位置，檢測被校準顆粒計數(shù)器的性能。本文介紹以 PLC為控制核心的實時測控系統(tǒng)及其在油液污染度檢測儀動態(tài)校準試驗臺的應(yīng)用。
2.系統(tǒng)工作原理
    圖1示出設(shè)備在工作中運行狀態(tài)如下：在上位機上設(shè)定系統(tǒng)所需壓力P1，zui大流量Q1與zui小流量Q2，流量交變周期T，系統(tǒng)保持溫度t，開始運行系統(tǒng)后，打開電動球閥1，2，3；關(guān)閉電動球閥4。系統(tǒng)自動檢測zui大流量值來計算電機的zui大轉(zhuǎn)速，并在此轉(zhuǎn)速上恒定運行。此時油液經(jīng)泵組后通過比例溢流閥回到油箱，運行比例溢流閥PID控制程序，調(diào)整系統(tǒng)壓力，在系統(tǒng)壓力滿足0.99P1≤P≤1.01P1時開始運行比例流量閥PID控制程序，調(diào)整系統(tǒng)流量Q，當系統(tǒng)壓力0.99P1≤P≤1.01P1與系統(tǒng)流量0.99Q2≤Q≤1.01Q2同時滿足時，記錄比例溢流閥與比例流量閥PID參數(shù)；繼續(xù)運行比例流量閥PID控制程序，調(diào)整系統(tǒng)流量，系統(tǒng)壓力0.99P1≤P≤1.01P1與系統(tǒng)流量0.99Q1≤Q≤1.01Q1同時滿足時，記錄記錄比例溢流閥與比例流量閥PID參數(shù)。之后在周期內(nèi)循環(huán)運行兩組PID控制參數(shù)下的控制，使系統(tǒng)在定壓力P下在流量Q1與流量Q2交變運行。
3.PLC控制原理
    根據(jù)系統(tǒng)的控制及可擴展性等方面的要求, 選用日本OMRON公司的 CJ系列 PLC, CPU采用CJ1G-CPU43P，各功能模塊中, CJ1W-ETN21通訊模塊實現(xiàn)與上位機的通訊連接; CJ1WAD081-V1模擬量輸入模塊負責各傳感器的數(shù)據(jù)采集; CJ1W-TC103溫度模塊用于采集系統(tǒng)溫度信號，CJ1W-DA041模擬量輸出模塊用于向各比例控制放大器，變頻器發(fā)送控制信號。CJ1GCPU43P內(nèi)置回路控制，在本系統(tǒng)中應(yīng)用如下：主要使用兩個PID分別控制比例溢流閥及比例流量閥（見圖2）。在PID控制中，回路控制在User Link Table中設(shè)置PID模塊中運行及輸出參數(shù)，壓力和流量PID控制MV值輸出在DM區(qū)，再由DM區(qū)輸出到模擬量輸出模塊來控制比例溢流閥與比例流量閥。
    PID設(shè)定參數(shù)（以PID1為例）
    在本系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)控制的特性，在P、I、D中只使用了P與I，將P值設(shè)定為200％，可保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，I值調(diào)整到550倍操作周期，效果良好，PID設(shè)定參數(shù)如圖3所示。
4.結(jié)束語
    本試驗臺具有以下優(yōu)點：
    （1）采用 PLC的邏輯互鎖及外部物理互鎖相結(jié)合的方式, 大大減少了誤操作；
    （2）所帶本試驗臺功能齊全，既可進行顆粒度計數(shù)器的校準，又可應(yīng)用于其它產(chǎn)品的性能試驗，滿足了試驗臺經(jīng)濟性的需要；
    （3）通過CJ1G-CPU43P的運用，提高了試驗精度，操作更加的方便。