基于PLC的電子裝備自動測試系統設計

鄭羿

（中共丹東市委黨校，遼寧丹東，118000）

1 基于PLC的電子裝備自動測試系統硬件設計

1.1 氣源處理裝置設計

在基于PLC的電子裝備自動測試系統中，PLC作為最基礎的器件設備，是構成氣源處理裝置的主要器件。在一些特殊情況中，會使電子裝備中產生凝結水與雜質，嚴重影響測試過程的準確性，而氣源處理裝置就是能夠除去電子裝備中的誤差影響物質，并調節(jié)電子裝備自動測試系統恒定的工作壓力。過濾器的水位對氣源裝置的穩(wěn)定性有著重要作用，水位超出標線的安全位置時，工作人員需要排放裝置中的氣體。為保證裝置正常運作，所以對裝置的定期檢查十分重要，具體裝置運作原理如圖1所示。

圖1 氣源處理裝置原理圖

在自動測試電子裝備時，啟動氣源處理裝置時向右拔開關，結束測試時向左拔開關即可，進而防止凝結水重新吸入電子設備。整個裝置以空壓機的壓力進行運作，通過配置輸氣管道、電纜等設備，實現整個自動測試系統中的氣體流動。

1.2 物料檢測傳感器設計

通過物料檢測傳感器裝置，可以對電子裝備中很多材質進行檢測，識別判斷電子裝備中的組成物料，在具備金屬耐磨塊的基礎上，為電子裝備自動測試系統所出現的物料混淆問題，提供了良好的解決方案。基于PLC對物料檢測傳感器工作的反饋，對物料進行檢測操作。在GPIB電纜對供電的傳輸后，形成高頻振蕩電路，從而產生一個交變的電磁場。當金屬材質吸收高頻震蕩渦流，會將自動測試所產生的電信號減弱，而把握需要功率放大的時間，將測試電子裝備的電信號輸出，根據這一原理將物料檢測傳感器設計出來。

1.3 測試限位開關與激勵源模塊設計

在對電子裝備實際測試過程中，為了檢測電子裝備在物料檢測傳感器中的測試效果，需要檢測控制電子裝備中金屬NM398耐磨墊塊的往復運動過程。在對測試過程進行多方考量后，考慮設計方便、便于調試等因素，采用測試限位開關來提供耐磨墊塊所在位置的電信號。

激勵源能夠對測試過程產生刺激作用，通過GPIB接口連接需要測試的電子裝備，為整個測試系統提供電應力的直流電壓，完成對測試限位開關與激勵源模塊的設計。

1.4 電子裝備中的PLC器件選型

在配備硬件設備的基礎上，根據對電子裝備自動測試過程的控制要求，PLC器件需要采用特定的操作方式，在整個系統設計中，各種硬件在傳輸電信號時存在著共同點，因此明確電子裝備中的PLC器件選型十分關鍵。一個完善的自動測試系統操作風格統一，且代碼重復率低，適合的PLC器件能夠大大提高功能模塊的重復利用率。針對目前市面上比較出名的PLC器件品牌，綜合考慮系統的結構與功能，在本次系統設計中選擇西門子PLC器件，主機型號為FX3N-65MR，進而完成對PLC器件的選型。

2 基于PLC的電子裝備自動測試系統軟件設計

2.1 構建電子裝備自動測試系統數據庫

在數據庫平臺中，以ODBC連接的方式，建立自動測試過程中的數據庫表，實際構建時選擇系統中是Signal Test數據庫，選擇ODBC中的用戶DSN創(chuàng)建，將Signal Test數據表顯示出來。其次定義Access 2012系統中相應的類，將Signal Test數據表指針建立出來，選取其中的CDATASET類，使Signal Test數據表中的每個數據與其相呼應，創(chuàng)立一個具體對象m_dataset，在數據的關聯下，那么其在類中可表示為（CDATASET*）m_pest。

根據指針的位置指向，由于（CDATASET*）m_ pest始終指向Signal Test數據表中的某一個數據信號，為使電信號特征參數值與Signal Test數據表存在一定聯系，可以用指針控制數據庫中的數據改變情況，從而完成對電子裝備自動測試系統數據庫的構建。

2.2 設置電子裝備自動測試供電參數

該供電機的頻率上限初始值為150Hz，對供電機參數進行調整，重新設置頻率初始值為60Hz、40Hz、20Hz，在頻率的起伏改變下，將參數范圍預定為0~500Hz。將測試時間的初始值定為6s，根據參數序號與參數值，研究供電機的頻率與電壓。

在發(fā)生供電機參數設置錯誤的情況時，可以通過供電機的復位功能，將所有參數恢復到數據初始值。實際操作時，可以先進入供電器的PU運行模式，旋轉按鈕后按下SET鍵，就能使供電機參數達到恢復出廠設置的目的。

2.3 基于PLC實現電子裝備自動測試系統設計

I/O軟件能夠處理計算機與西門子PLC器件間的信號通信問題，使二者間的命令與數據能夠被正常傳送。在對系統的編程時，I/O軟件中的函數庫可以用VISA庫命名，VISA庫明確了測試過程中的相關規(guī)范，能夠連接PLC與計算機上的I/O軟件，從而使PLC得到計算機的有效控制，更好地實現對電子裝備的自動測試。測試主要調用PLC端口的函數，應用計算機上的I/O軟件處理VISA庫函數，實際操作時部分程序如下圖2所示。

圖2 電子裝備自動測試程序

通過I/O軟件對PLC器件進行控制，以激勵源模塊刺激電子裝備進行自動測試，聯調各個模塊，并解決其中出現的問題，最終滿足設計的要求。從而基于PLC，實現對電子裝備自動測試系統的設計。

3 實驗研究

3.1 實驗準備

為研究基于PLC的電子裝備自動測試系統設計與傳統方法的區(qū)別，特采用電子裝備的測試時間作為評判指標，將基于PLC的電子裝備自動測試系統設為實驗組，將傳統方法設置為實驗對照組，展開對比實驗研究。實驗采用仿真實驗的模式，選擇兩臺配置相同的計算機作為實驗設備，將130個電子裝備的基礎信息輸入到兩臺計算機設備中，并將相同數量的電子裝備作為實驗對象。采用參數設定的方式，將虛擬設備中電子裝備設定為長、寬、高均為2.5m的立方體，且設置重量為10kg。試驗過程中，在兩臺計算機上隨機測試一定數量的電子裝備，使用兩種方式完成對電子裝備的自動測試，以此研究兩種方法對電子設備的測試時間。

3.2 實驗結果

為了驗證基于PLC的電子裝備自動測試系統在測試時間上的優(yōu)勢，在計算機上對電子裝備隨機測試。測試過程中，在電子裝備總數一定的情況下，隨機進行電子裝備測試，兩種方法所得的測試結果如下表1與表2所示。

表1 基于PLC對電子裝備自動測試的影響

表2 傳統方法對電子裝備自動測試的影響

5 130 123 19s 6 130 122 17s

由上表1和表2可知，在電子裝備總數相同的情況下，編號4所抽取的測試數最多，為125個，此時基于PLC的電子裝備自動測試系統所用的時間為12s，傳統方法所用的時間為18 s，傳統方法比基于PLC的設計方法多用了3s；編號2所抽取的測試數最少，為120個，此時基于PLC的電子裝備自動測試系統所用的時間為8s，傳統方法所用的時間為16s，傳統方法比基于PLC的設計方法多用了8s。綜上所述，傳統方法在測試電子裝備時所花費的時間更多。