西門子S7—200在汽車燈顏色耐久性測試系統(tǒng)中的應(yīng)用

于建文+田應(yīng)軍

摘 要 本文介紹了燈絲燈泡模式控制儀配合高低溫交變潮濕試驗箱在汽車燈顏色耐久性控制系統(tǒng)中對于燈絲燈泡通/斷電狀態(tài)的精確自動控制；實現(xiàn)了汽車燈絲燈泡的特殊時間控制、循環(huán)控制，并能實時監(jiān)控程序進(jìn)度、運(yùn)行結(jié)束自動關(guān)閉程序等特殊要求。

【關(guān)鍵詞】汽車燈 顏色耐久性 PLC開關(guān)模式 燈泡通/斷

燈絲燈泡的顏色耐久性是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，但是由于市場上目前沒有高精度自動化的燈絲燈泡模式控制儀配合高低溫交變潮濕試驗箱完成顏色耐久性測試，所以很多廠商對此項指標(biāo)檢測也是望洋興嘆，本文通過S7-200 PLC在汽車燈顏色耐久性系統(tǒng)中的應(yīng)用，解決了目前我國汽車燈顏色耐久性技術(shù)指標(biāo)檢測的空白。

在我們的日常生活中，汽車燈泡由于其特殊的要求及用途，生產(chǎn)制造商會對其玻殼進(jìn)行涂色或者制造成需要的顏色，比方紅色、琥珀色、藍(lán)色等，而為了檢驗這些顏色的耐久性，這就需要我們研發(fā)專門的程序、儀器配合高低溫交變試驗箱來進(jìn)行檢測顏色耐久性，而實驗中通常會區(qū)分不同的顏色不同的控制要求（控制要求見GB 15766.1附錄I，由于標(biāo)準(zhǔn)目前只有對白色、琥珀色、紅色進(jìn)行規(guī)定，故此系統(tǒng)只需安裝三種顏色設(shè)計），這就要求我們燈絲燈泡模式控制儀能夠完成多種顏色及模式的控制要求，操作簡單、不易發(fā)生故障，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，怎么才能達(dá)到設(shè)計要求并滿足實驗使用呢？通過查閱資料、標(biāo)準(zhǔn)研讀以及程序分析，最終我們選取了西門子200 PLC配合觸摸屏來實現(xiàn)實驗要求。因為西門子S7 200雖然價格比國產(chǎn)的PLC貴，但是它是西門子PLC中比較經(jīng)典的型號，穩(wěn)定性經(jīng)過市場的多年驗證，響應(yīng)速度快、編程簡單，程序修改方便等優(yōu)點(diǎn)。下面我就將此系統(tǒng)的工作原理及控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹：

1 設(shè)計構(gòu)想

此儀器的設(shè)計大致分為兩部分：

1.1 軟件控制

PLC編程部分，滿足實驗要求GB15766附錄1；觸摸屏部分，界面美觀大方，能夠方便操作，直觀體現(xiàn)試驗進(jìn)程，各個按鈕直接互相制約防止誤觸。觸摸操作界面大致為五頁，開機(jī)歡迎界面、模式選擇界面、程序運(yùn)行界面，三種程序共三頁。

1.2 硬件部分

響應(yīng)速度快，能夠經(jīng)受高頻率開關(guān)次數(shù)。為了防止誤操作或其他原因引起的電路故障、觸摸屏失靈等，我們需要在控制儀上設(shè)置實體按鈕可同時控制程序的運(yùn)行。

2 汽車燈顏色耐久性測試系統(tǒng)設(shè)計原理

它是通過觸摸屏操作監(jiān)測實驗進(jìn)程、西門子 S7 200控制程序?qū)虘B(tài)繼電器進(jìn)行開斷，從而實現(xiàn)燈絲燈泡的通斷狀態(tài)（如圖1），實現(xiàn)對負(fù)載的模式控制，而負(fù)載通斷狀態(tài)，反饋給觸摸屏從而實現(xiàn)實時監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行時間。

3 汽車燈顏色耐久性測試系統(tǒng)工作過程

首先打開測試系統(tǒng)控制電源，系統(tǒng)自動進(jìn)入歡迎界面，顯示單位、時間等信息，倒計時后自動跳轉(zhuǎn)至顏色選擇界面，為了檢驗燈絲燈泡模式控制儀供電輸出與負(fù)載端連線是否正確及調(diào)試供電電壓等需要，為此我們在歡迎界面加入測試按鈕。

進(jìn)入系統(tǒng)后，通過觸摸屏上主界面對顏色耐久性測試燈泡顏色進(jìn)行選擇，按開始，指示燈變亮并顯示運(yùn)行，按對應(yīng)確認(rèn)進(jìn)入工作界面，如圖2所示。

為了保證實驗可靠及安全，對于三種顏色選擇觸摸按鈕我們進(jìn)行了互鎖設(shè)計，即只能同時按下一個顏色選擇按鈕進(jìn)行確認(rèn)進(jìn)入對應(yīng)模式控制。同時為了操作人員能夠快速熟悉系統(tǒng)查看當(dāng)前工作模式下控制狀態(tài)及監(jiān)測系統(tǒng)是否有異常，我們在系統(tǒng)中加入操作說明及GB15766.1 2008附錄I對于燈絲燈泡的控制要求。

選定一種顏色按下確認(rèn)，系統(tǒng)進(jìn)入對應(yīng)模式控制程序如圖3所示。

控制程序中有指示燈、開始、暫停、復(fù)位、運(yùn)行狀態(tài)等基本功能信息，只需按下開始，系統(tǒng)便可自動按照設(shè)定程序?qū)艚z燈泡進(jìn)行控制，實現(xiàn)實驗要求。因為系統(tǒng)運(yùn)行10個周期，運(yùn)行時間較長為了便于中途系統(tǒng)故障排除及其他原因引起的異常排除，而不影響系統(tǒng)運(yùn)行時間故增加了暫停按鈕，當(dāng)故障排除之后只需按照操作說明恢復(fù)即可。在此界面的左邊為我們設(shè)計了模式運(yùn)行指示燈，右邊設(shè)計了各個模式的運(yùn)行時間及周期等狀態(tài)欄，當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行之后左側(cè)模式指示燈及運(yùn)行指示燈開始工作，右側(cè)的時間同步計時，中間的紅色空心框也會隨著時間變化進(jìn)行填充（即進(jìn)度條），至此整個周期結(jié)束。

本控制系統(tǒng)是基于西門子S7-200 PLC實現(xiàn)了汽車燈顏色耐久性測試特殊的控制要求，設(shè)備具有操作簡單、高穩(wěn)定性，快速開關(guān)及高精度等特點(diǎn)，整個測試過程時事完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中對汽車燈顏色耐久性測試的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]GB15766.1-2008附錄I顏色耐久性測量試驗條件[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]基于西門子S7-300PLC汽車燈壽命測試控制系統(tǒng)[J].電工技術(shù)，2007.