本發(fā)明涉及工裝測試、PLC領(lǐng)域，尤其涉及一種用于PLC模擬量輸入模塊的高精度測試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化的快速發(fā)展以及智能制造等相關(guān)戰(zhàn)略的提出，專門應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域且占據(jù)主導(dǎo)地位的PLC變得越來越重要，其在控制規(guī)模、控制能力方面得到了逐步提高和完善。目前，大量的工業(yè)生產(chǎn)過程中會需要核心控制器接收模擬量控制信號，形成閉環(huán)控制，監(jiān)視被控設(shè)備，而PLC具有專門的模擬量處理功能，因此在過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。通過多種先進技術(shù)的融合，實現(xiàn)綜合化、網(wǎng)絡(luò)化、遠程化的PLC控制系統(tǒng)是工業(yè)過程控制領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。為了適應(yīng)工業(yè)控制中大量模擬量控制信號采集的需求，PLC在數(shù)據(jù)處理和模擬量處理等方面的功能不斷增強，使其可以廣泛應(yīng)用于模擬控制系統(tǒng)中。PLC產(chǎn)品中的模擬量輸入模塊的使用，一般是通過模擬量輸入接口來連接外部執(zhí)行器。在工控現(xiàn)場使用中，數(shù)據(jù)測量的準確性對工業(yè)控制系統(tǒng)的監(jiān)測、運行等都會帶來較大的影響，因此，控制系統(tǒng)對模擬量輸出模塊精度要求越來越高。為了避免不符合設(shè)計精度的PLC模擬量輸入模塊流入市場，需要在出廠前對模擬量輸入模塊進行高精度、自動化的工裝測試?；诖耍O(shè)計一種用于模擬量輸入模塊的高精度工裝測試方法及系統(tǒng)，解決人工手動測試方式所存在的測試效率低下以及測試準確率不高的問題，大幅提高測試精確度和測試效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)，是對PLC模擬量輸入模塊進行功能上的精度測試的自動化測試系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施如下技術(shù)方案：

一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試系統(tǒng)，包括：高精度模擬量輸入自動測試裝置、PLC自動化工裝測試系統(tǒng)、待測試PLC模擬量輸入模塊及PLC主控系統(tǒng)；

所述高精度模擬量輸入自動測試裝置包含：CPU、COM接口、網(wǎng)絡(luò)接口、信號轉(zhuǎn)換模塊、Flash芯片、模擬量輸出模塊、輸出端子組；所述模擬量輸出模塊包含：信號濾波電路、信號編解碼電路、模塊主控電路、信號電源隔離電路、4-20mA輸出電路。所述輸出端子組有16個輸出端子；所述信號轉(zhuǎn)換模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號；所述輸出端子可輸出4～20mA電流，所述信號轉(zhuǎn)換模塊結(jié)束數(shù)字信號輸入并根據(jù)CPU計算得到高精度的輸出電流值；所述Flash芯片用來存儲固件程序。

所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)：可跨平臺的工裝自動化測試軟件，與PLC控制器連接，可自動化實時監(jiān)控所述PLC主控系統(tǒng)的控制器所連接的所述待測試PLC模擬量輸入模塊，并與所述高精度模擬量輸入自動測試裝置配合，形成閉環(huán)測試，生成測試報告。

所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件包括：測試界面、通信處理模塊以及模擬量輸入模塊的測試邏輯模塊；

所述模擬量輸入模塊的測試邏輯：設(shè)定需要測試輸入的電流值；將電流值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的碼值；下發(fā)該碼值到所述高精度模擬量輸入自動測試裝置；該高精度模擬量輸入自動測試裝置接收該模擬量碼值，并將該碼值裝換為對應(yīng)的電流信息；軟件接收所述PLC主控系統(tǒng)模擬量輸入模塊采集的碼值；解析回采的模擬量輸出值，與設(shè)定測試電流值比對，誤差在±1％以內(nèi)。

所述待測試的模擬量輸入模塊是用于PLC控制系統(tǒng)中模擬量輸入模塊，具有模擬量輸入接口，可輸入4～20mA電流。

所述PLC主控系統(tǒng)包括：PLC主控制器模塊、耦合模塊、模擬量輸入模塊、導(dǎo)軌以及其他可選擇性使用的模塊。

所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)的連接方式：所述PLC主控制器模塊通過TCP連接該PLC的耦合模塊，該耦合模塊與所述模擬量輸入模塊通過導(dǎo)軌連接；所述高精度模擬量輸入自動測試裝置連接模擬量輸入模塊；所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件安裝在PC機上，通過TCP連接所述PLC主控制器模塊；所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件通過TCP連接所述高精度模擬量輸入自動測試裝置。

所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法：

步驟1、在所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)中選擇模擬量輸入測試，系統(tǒng)會自動下發(fā)測試命令到所述高精度模擬量生成裝置；

步驟2、所述高精度模擬量生成裝置計算用戶定義的下發(fā)數(shù)據(jù)，通過設(shè)定該裝置內(nèi)部的模擬量輸出模塊輸出對應(yīng)的電流值；

步驟3、所述被測PLC模擬量輸入模塊采集電流值，并通過總線系統(tǒng)輸入到所述PLC主控制器中；

步驟4、該PLC主控制器轉(zhuǎn)換碼值信息，并傳輸輸入數(shù)據(jù)到所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)；

步驟5、該系統(tǒng)接收數(shù)字輸入，根據(jù)回傳數(shù)據(jù)與下載測試程序數(shù)據(jù)比較，得到測試分析結(jié)果。

一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

所述高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)能夠提供自動化的測試過程，閉環(huán)測試，測試過程無需人工單獨設(shè)置輸入輸出的電流值，無需人工計算；

所述高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)可以提供高精度、準確的測試結(jié)果；

所述高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)可同時測試16個模擬量輸出模塊，大大提高測試效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)的高精度模擬量生成裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)的PLC模擬量輸入模塊測試連接圖；

圖3是本發(fā)明所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)的高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)工作流程圖；

圖4是本發(fā)明所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法及系統(tǒng)的工裝測試軟件模擬量輸入模塊測試邏輯處理流程圖。

具體實施方式

1.所述高精度模擬量輸入自動測試裝置結(jié)構(gòu)說明：

所述高精度模擬量生成裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包含：

CPU、COM接口、網(wǎng)絡(luò)接口、信號轉(zhuǎn)換模塊、Flash芯片、模擬量輸出模塊、輸出端子組；所述模擬量輸出模塊包含：信號濾波電路、信號編解碼電路、模塊主控電路、信號電源隔離電路、4～20mA輸出電路。所述輸出端子組有16個輸出端子；所述信號轉(zhuǎn)換模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號；所述輸出端子可輸出4～20mA電流，所述信號轉(zhuǎn)換模塊結(jié)束數(shù)字信號輸入并根據(jù)CPU計算得到高精度的輸出電流值；所述Flash芯片用來存儲固件程序。

所述CPU模塊連接所述信號轉(zhuǎn)換模塊；所述網(wǎng)絡(luò)接口和COM接口連接CPU模塊；所述Flash芯片連接CPU模塊；所述模擬量輸出模塊連接CPU模塊；所述輸出端子組連接模擬量輸出模塊。

所述模擬量輸出模塊中電路連接：所述信號濾波電路連接信號編解碼電路；所述信號編解碼電路與主控電路連接；所述信號電源隔離電路連接信號濾波電路和信號轉(zhuǎn)換模塊；所述數(shù)字4～20mA輸出電路連接信號轉(zhuǎn)換模塊；所述模擬量輸出模塊連接輸出端子組。

所述輸出端子組為16個輸出端子，可另加外接輸出端子；所述輸出端子可以輸出4～20mA電流值。

2.PLC模擬量輸入模塊測試連接說明：

所述高精度模擬量輸入自動測試裝置用于檢測PLC模擬量輸入模塊時，令所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件發(fā)送測試數(shù)據(jù)到所述高精度模擬量輸入自動測試裝置，該裝置生成模擬量輸出作為所述被測PLC模擬量輸入模塊的輸入電流，該PLC模擬量輸入模塊采集到輸入電流后上傳到該PLC主控制器，所述PLC主控制器將數(shù)據(jù)進行碼值轉(zhuǎn)換，使其成為一個Dword類型數(shù)據(jù)并回傳到所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)，系統(tǒng)與之前設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較，記錄測試結(jié)果。

測試環(huán)境的設(shè)備及連接如圖2所示，說明如下：

(1)測試對象：PLC模擬量輸入模塊；

所述待測試的PLC模擬量輸入模塊是用于PLC控制系統(tǒng)中模擬量輸入模塊，具有模擬量輸入接口，可輸入4～20mA電流；

(2)測試所使用設(shè)備：所述高精度模擬量輸入自動測試模塊、PC機、PLC自動化工裝測試系統(tǒng)；

所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)：所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件，與所述PLC主控系統(tǒng)的主控制器連接，可自動化實時監(jiān)控所述PLC控制器所連接的模擬量輸入模塊，并與所述高精度模擬量輸入自動測試裝置配合，形成閉環(huán)測試，生成測試報告。

所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件包括：測試界面、通信處理模塊和測試邏輯模塊；

所述模擬量輸入模塊的測試邏輯：設(shè)定需要測試輸入的電流值；將電流值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的碼值；下發(fā)該碼值到所述高精度模擬量輸入自動測試裝置；該裝置將接受模擬量碼值，并將該碼值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信息；所述工裝自動化測試軟件接收所述PLC主控系統(tǒng)收到的模擬量輸入模塊采集的碼值；解析回采的模擬量輸出值，與設(shè)定測試電流值比對，誤差在±％1以內(nèi)。

所述PLC主控系統(tǒng)包括：PLC主控制器模塊、耦合模塊、模擬量輸入模塊、導(dǎo)軌以及其他可選擇性使用的模塊。

(3)所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試系統(tǒng)連接方式：

所述PLC主控系統(tǒng)的主控制器模塊通過TCP連接該PLC系統(tǒng)的耦合模塊；

所述耦合模塊與所述待測試PLC模擬量輸入模塊通過導(dǎo)軌連接；

所述高精度模擬量輸入自動測試裝置的輸出端子連接模擬量輸入模塊的輸入接口；

所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件安裝在PC機上，通過TCP連接所述PLC主控制器模塊；

所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件通過TCP連接所述高精度模擬量輸入自動測試裝置。

3.所述一種高精度PLC模擬量輸入模塊工裝測試方法：

測試流程如圖3所示，說明如下：

步驟1、在所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件中選擇模擬量輸出測試，則該系統(tǒng)自動下發(fā)測試命令到所述高精度模擬量輸入自動測試裝置；

步驟2、所述高精度模擬量輸入自動測試裝置計算用戶定義的下發(fā)數(shù)據(jù)，通過設(shè)定模擬量輸出模塊輸出對應(yīng)的電流值；

步驟3、所述被測PLC模擬量輸入模塊采集電流值，并通過總線系統(tǒng)輸入到該PLC主控制器中；

步驟4、該PLC主控制器轉(zhuǎn)換碼值信息，并傳輸輸入數(shù)據(jù)到所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件；

步驟5、所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)接收數(shù)字輸入，通過比較回傳數(shù)據(jù)與下載測試程序數(shù)據(jù)，得到測試分析結(jié)果。

4.所述模擬量輸入模塊測試邏輯處理流程：

模擬量輸入模塊測試邏輯處理流程如圖4所示，說明如下：

a)按照所述PLC模擬量輸入模塊測試連接方式將設(shè)備連接好,從安裝了所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)的PC機上打開“可跨平臺的工裝自動化測試軟件”程序，選擇“模擬量輸入模塊測試”項，測試程序和測試數(shù)據(jù)為系統(tǒng)預(yù)置，所述工裝測試系統(tǒng)的處理邏輯如下：

b)連接指定IP和端口的所述高精度模擬量輸出自動化測試裝置；

c)連接指定IP和端口的所述PLC主控系統(tǒng)；

d)確定兩個連接都成功后，進入測試階段；

e)根據(jù)用戶選定的模擬量輸入端子數(shù)量，生成測試階段輸出電流值對應(yīng)的碼值；

f)下發(fā)設(shè)定數(shù)據(jù)到所述高精度模擬量輸出自動化測試裝置；

g)設(shè)定測試標志；

h)啟動接收PLC主控數(shù)據(jù)線程；

i)接收PLC主控系統(tǒng)采集的模擬量輸入數(shù)據(jù)；

j)解析輸入數(shù)據(jù)根據(jù)對應(yīng)碼值計算輸入電流值；

k)測試結(jié)果計算；

l)精確率計算。

5.模擬量輸入模塊測試過程和結(jié)果處理：

按照所述PLC模擬量輸入模塊測試連接方式將設(shè)備連接好,從安裝了所述PLC自動化工裝測試系統(tǒng)的PC機上打開“可跨平臺的工裝自動化測試軟件”程序，選擇“模擬量輸入模塊測試”項，測試程序和測試數(shù)據(jù)為系統(tǒng)預(yù)置，點擊“測試”對該模塊進行檢驗。

測試項包括：

通過所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件設(shè)置兩組AI輸出模擬量電流分別為4mA、8mA、12mA、20mA的數(shù)字量值，輸出數(shù)據(jù)信號到控制所述待測PLC模擬量輸入模塊的4路通道，對外輸出4mA、8mA、12mA、20mA模擬量信號；所述高精度模擬量輸出自動檢測裝置啟動接收信號；并生成要測試的電流信號，將該信號輸出到每個對應(yīng)的輸出端子，所述模擬量輸入模塊接收該電流信號，并得出碼值，上傳到控制器，所述PLC主控制器采集模擬量輸入的碼值變量上傳到所述可跨平臺的工裝自動化測試軟件，該軟件自動判斷是否符合要求，通過多次自動測試，得到高精度測試結(jié)果，誤差在±0.1％內(nèi)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)，能夠輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。