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1 引言
在塑料、印染以及造纸纺织等业生产中，往往具有很多个同步传动单机，每个机组都有各自独立的拖动系统。又要求各单元间被加工物(布匹、纸张等)的运行线速度能够步调一致，即实现同步运动。造纸设备种类繁多，传动结构也各异，但从系统组成来看都是由压榨、烘干、压光、卷取等几个部分组成，各部分都有电机驱动。造纸工艺要求:设备传动时应保证纸在各部分传送时具有恒定的速度及恒定的张紧度。目前造纸设备实现这个要求的佳控制方案是变频调速，而对变频器的控制主要有两类:一类是PLC控制，另一类是IPC机或工控机控制[1][2]。本文采用PLC控制来实现造纸机的同步传动。
2 造纸机同步传动系统
2.1 造纸生产线控制要求分析
图1为造纸生产线操作台的面板图。由于该系统由多个单元组成，各单元要求保持同步，从而构成同步传动控制系统。对同步控制的要求:
图1 操作台布置图
(1) 统调:各单元要能够升速和降速。统调是根据主指令单元(通常是一单元)对转速的要求来进行调节的。
(2)局部微调:当操作人员发现某单元的速度不同步时，可以进行微调(人工干预)。微调时，该单元以后的各单元的转速必须升速或降速，而不必逐个的进行。
(3) 单独微调:在检修和调试阶段，或者遇到特殊情况，又必须能够对每个单元进行单独的微调。
假设该生产线由四个单元组成，各个单元的运行情况可以由各自的线速表直观的显示出来。
2.2 同步运行
(1)当进行统调操作时，将单/统调开关切换到统的位置，通过统调按钮的增/减对四个单元进行同步控制;
(2) 当发现某单元的速度不同步时，可以进行同步微调，例如:当2单元需要调节时，则2~4单元则升速或降速;
(3)当由于某种原因，某个个别单元速度跟不上时，这时需要进行绷紧。对于造纸系统来说，需要按下绷紧按钮，使其速度短暂提升一小段时间，达到绷紧效果。
为了便于操作人员直观的了解系统运行情况，各个操作均有相应的指示灯显示。
2.3 造纸机同步传动控制原理
(1) 变频器的启停
如图2所示，以＃1单元的变频器控制图为例，SA13为变频器的启动开关，当SA13接通时，运行指示灯LA11亮，停止指示灯LA12灭，此时变频器处于运行状态;当按下变频器停止按钮SA12时，线圈KA13失电，变频器停止运行。
图2 #1 变频器控制图
(2) 统/单调控制
统/单调开关SA11置于统调位置，此时，线圈KA12接通，生产系统处于统调状态，通过同步器，可以使＃1~＃4进行升速和降速调整。当拨到单调位置时，线圈KA12失电，线圈KA11通电，进入同步微调状态。这时可以调整该变频器及其以下的单元。
(3) 绷紧
当常开开关SA14闭合，此时线圈KA14通电，此时变频器会从外部得到一个瞬间稍高电压，控制该单元转速提升到正常水平;断开SA14，恢复的统调状态。
图3为由4个控制单元组成的生产系统接线图。
图3 由4个控制单元组成的控制系统
2.4 造纸机同步传动系统的PLC控制
采用欧姆龙公司的可编程序控制器CPM1A-40CDR-D对该造纸机同步系统进行改造[3][4]，选择两个数字信号输入端X1和X2，通过功能预置，作为升速和降速之用，把绷紧功能整合到各单元的单独微调;改造后的控制系统图如图4所示。
图4 采用PLC进行控制的同步系统
(1) 控制原理
变频器VFD-1至变频器VFD-4的FWD端在得到输入信号时，启动;失去信号时，停止;
变频器VFD-1的X1端子在统调升速和单调升速时得到信号，X2端子在统调降速和单调降速时得到信号;
变频器VFD-2的X1端子在统调升速、2~4单元的同步微调升速和单调升速时得到信号，X2端子在统调降速、2~4单元的同步微调降速和单调降速时得到信号;
变频器VFD-3的X1端子在统调升速、2~4单元的同步微调升速、3~4单元同步微调降速和单调升速时得到信号，X2端子在统调降速、2~4单元的同步微调降速、3~4单元同步微调降速和单调降速时得到信号;
变频器VFD-4的X1端子在统调升速、2~4单元的同步微调升速、3~4单元同步微调降速和单调升速时得到信号，X2端子在统调降速、2~4单元的同步微调降速、3~4单元同步微调降速和单调降速时得到信号。
(2) I/O分配
该型号PLC的输入端的I/O地址为:00000-00915;输出端的I/O地址为:01000-01915。
I/O分配表附表所示。
附表 I/O分配表
(3) 梯形图控制程序
造纸机同步系统的PLC控制梯形图如图5所示。
图5 造纸机同步系统的PLC控制梯形图
3 结束语
根据以上的设计，我们采用了欧姆龙公司的可编程序控制器CPM1A-40CDR-D、台达VED-B变频器和SCD同步器进行了造纸机同步系统的试验。在运行中效果良好，充分显示出其功能较强、构造简单、便于维护和检修、可靠性高等待点，达到了预期目的，具有广阔的应用空间。
数年来，术语“运动控制”在工业自动化领域极富争议。在文献意义上，运动控制指多个驱动器之间的协调。在展览会上，真正创新的系统非常罕见，经常与有更传统结构的系统并列展出。软件中的新技术正在改变常规结构，尤其是在驱动控制领域。
近Schleicher推出的基于PC的控制系统具有协调高达6?个NC轴的能力，经过检验显示出真正创新解决方案的巨大潜力。这种新结构不仅重新分配了驱动器和更高层控制系统之间的任务职能，还提供了控制复杂和专门动作的方案。它代表了机床控制演变出新概念的可能性。
改变传统自动化系统的职能，任务被清晰地分配下去。一个PLC连接了输入和输出，CNC通过插补或者象机器人控制那样进行坐标变换来协调轴的动作。但如今，主要的变化出现在基本功能模块委任为相关的控制单元。
部分驱动控制由相应的PLC功能执行，或者由特殊的位置模块——或者它们被指派到更低级，例如，在位置控制器内部，与伺服放大器一样。如今，随着局部智能电力电子的出现，整个控制电路随同积分曲线发生器经常被嵌入到驱动器内。诸如此类的部件如今只通过更别控制系统参数化，通常通过现场总线接收工作。
作为对比，其它系统具有的中央控制系统能假定单个驱动器的功率控制。尤其是在这些情况下，功率和监控部分及控制系统之间必须要有一个快速总线连接。当然，具备高速连接正快速成为系统范围的要求，因为各个功能部件必须能获得各种数据加以处理。
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图1：PC能控制许多功能。 |
例如，一个运算器能向电流控制器供应目前马达的位置；为速度控制器提供测量过的转数；必须向位置控制单元——供电装置或连续步进电机控制系统报告实际的位置值。
视觉系统要求恒定的反馈数据，从而能以图形形式直接显示出路线。对于当今普遍的节拍(cycletime)，这不是件小事。有效全面的实现数据通信对任何一个完整的动作控制方案来说都是至关重要的要求。
驱动应用类型各异，种类繁多。类型从前进至单一目的地的单轴到复杂多轴，其中同步操作或在线处理都涉及协调多轴作业和一个外部作业。协调多轴为控制系统性能提出了高要求。如果仅仅是行进一条单路径，手工编程也许仍然是可能的选择。在许多情况下，甚至凸轮装置也能够导致数据和指令数量大幅增加。由功能模块组成的库对编程而言变得重要起来。运动控制系统的处理量随性能、灵活性和提供的功能范围潮起潮落。尤其是，控制驱动技术的软件模块的简化处理是一大关键优势。复杂的专门的动作，直接用CNC的DIN语言编程会非常错综复杂，但用功能模块实现则轻而易举。在这些情况下，操作员控制得以简化，更容易理解，尤其当各个功能模块在后台进行必要的通信时，无需用户介入。
一个处理器进行控制
通过新型的Schleicher控制系统负责所有控制器任务，可实现驱动编程的创新和便利形式，显而易见的优势是可操作性和经济性。例如，在单个处理器上的系统节省了接口和硬件成本。这种方法引来的挑战很清楚。不管执行的任务有多宽泛，性能决不容许在任何一个区域打折扣。便利熟悉的用户界面优势也不能丧失。一方面，基于bbbbbbs视窗的解决方案成为操作员界面设计的成熟手段，但工业领域需要的实时性能，如响应时间在微秒范围内，不能由仅仅运行bbbbbbsXP的PC来提供。在硬件中断的情况下，例如，一个网络接口卡，在流程没有改变的期间能发生延迟，但在实时任务要求下不允许发生这种情况。事实上标准bbbbbbs方案能提供方便的人机界面控制，但多任务功能和内部流程通信实际上还不能满足苛刻的实时性要求。
为了能够在单PC上提供人机界面友好的控制和实时系统，Schleicher采用了特殊的能配搭工作的操作系统组合。ProNumeric使用了KUKAControls的VxWin包，VxWin包集成了风河的VxWorks实时操作系统和微软的bbbbbbsXP。这种集成方案融合了两种类型操作系统的优势。时间关键的任务通过VxWorks实时执行，而高端图形HMI功能及连接性也利用了便利的bbbbbbsXP用户界面口。
两个操作系统的存储区域严格由x86 MMU(存储管理单元)保持分离并保护。KUKAVxWin实时驱动确保VxWorks有处理所有时序关键任务的优先权。当实时操作系统的任务管理设备报告说空载时才从VxWorks转换到bbbbbbs。bbbbbbs和实时操作系统通过TCP/IP网络进行通信。
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图2：TCP/IP将模块链接到一起。 |
本控制系统结构提供严格的确定性时间响应，并确保PLC运行时间的实时功能和CNC功能。bbbbbbs环境也可通过OPC调用，用于诸如视觉显示及操作者对话处理等任务。还可以使用基于bbbbbbs的项目规划工具，并获取网上手册及标准bbbbbbs程序。CNC和PLC紧密链接了ProNumeric，这是由Schleicher提供的先进的基于PC的控制部件，因非常紧密地集成了PLC和CNC控制的运动功能而著称。由于具有分离的硬件，CNC负责运动控制，而并行运行的PLC负责控制和监视外围设备。按照IEC61131-3对PLC进行编程，使用了STL、FBD、LAD、ST和序列功能图。根据DIN66025，该程序具有包含延伸功能的ProNumeric CNC。
CNC和PLC功能的紧密集成由ProNumeric实现，这归功于一种市面上独有的解决方案；CNC和PLC使用一种通用通信缓冲器，并完全同步化。PLC任务可以紧密地进行插值。PLC周期时间jingque地跟随CNCD的IPO周期。与分离或松散集成的硬件不同，该系统不会遇到限制因素，比如，阀的开关依赖于位置，直接与路径运动相关。在常规控制结构下，CNC和PLC之间不同的周期和与通信有关的延迟限制了响应速度。
为取得优化的机器性能及复杂功能序列，有必要确保CNC与PLC且jingque的同步化。在完全同步化的系统内，有可能在CNC的单个时钟周期内处理传感器信号，这允许对轴进行相应的调整，而不会引起延迟。在现场，这种连续路径控制用于即刻补偿机床因发热而引起的任何漂移。温度传感器向PLC提供数据，PLC反过来利用这一信息来计算并在同一时钟周期内向CNC传递补偿值。方便的是，ProNumeric操作员界面的开放设计允许用户选择与IEC61131-3、伺服轴试机工具、网络工具和其它诸如此类功能一致的编程环境。如远程维护和远程诊断设施、服务、文档和不同系统公司的程序管理工具等软件解决方案可被方便地被加以集成。对于shopfloor编程，也有可能直接在控制器上安装CAD/CAM包。
NERTHUS优化NC程序
在计算CNC数据和仿真工装路径之后，Schleicher控制系统通过NERTHUS技术，减少了用自由选择的轮廓公差定义自由外形轮廓所必需的中间点。该技术减少了NC模块的数量，并生成优化的NC部件程序。采用在线曲线内插器(OCI)，CNC控制系统复制自由外形的轮廓，采用NC模块内包含的信息获得持续而光滑的路径和优化的轴速。也可以通过现场总线读主机值编码器在一个内插周期内强制它们成一条“线轴”来结合多个轴。这些轴根据时钟速度和工装位置彼此同步。还有可能一起按组操作多个工装，如果有用，整个工装组能被结合到更别的虚拟主传感器，以获得优化的整体生产速度。
基于PC系统的快速Sercos连接还可作为通信中心进行配置。除了为执行器和传感器提供现场总线接口连接，如CANopen，以及到企业的以太网连接，基于PC的系统还为多种驱动器，甚至那些不同的制造商进行互动提供了理想的平台。采用Sercos接口确保了PC和驱动器之间的高带宽通信。这种接口的优势是CNC从其位置控制任务中解放出来，显著提高了其计算能力。几乎任何一个I/O设备都能被轻松地通过现场总线耦合器连接到控制系统。
从灵活性来看，基于PC的运动控制系统提供了常规解决方案未知的灵活性。借助于已在全球超过7万套实时系统内部署的VxWin技术，Schleicher控制系统能充分利用PC技术的所有优势。我们应感谢熟悉的bbbbbbs接口，操作者能快速并无缝集成自己的应用专长。基于PC的控制系统还提供远程诊断和维护设施，允许从多种多样的驱动器制造商处安装工具。预配置的SchleicherProNumeric不仅按照IEC61131将CNC控制系统耦合到PLC，还保证了系统灵活性及优化的高性能，在运动控制中明确地实现了出众的技术创新。
概述
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用，由于它直接和现场的I/O设备相连，外来干扰很容易通过电源线或I/O传输线侵入，从而引起控制系统的误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要通过系统内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统的可靠性，就要从多方面提高系统的抗干扰能力。
分析硬件电路，提出硬件抗干扰措施
1、PLC控制系统的安装和使用环境
PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0℃～55℃范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%，以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合，需将PLC封闭安装。如果PLC安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，应采取相应的减振措施。
2、PLC的电源与接地
PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常，只能将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线，对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力。如果遇上特殊情况，电源干扰特别严重，可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元，则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说，它们的上电与断电必须进行。良好的接地是保证PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接专用地线，并且接地点要与其它设备分开，如图1（a）。若达不到这种要求，也可采用公共接地方式，如图1（b）。禁止采用串联接地方式，如图1（c），因为它会使各设备间产生电位差而引入干扰。接地线要足够粗，接地电阻要小，接地点应尽可能靠近PLC。
接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在消除干扰上起很大的作用。这里的接地是指决定系统电位的地，而不是信号系统归路的接地。在PLC控制系统中有许多悬浮的金属架，它们是惧空中干扰的空中线，需要有决定电位的地线。交流地是PLC控制系统供电所必需的，它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。这条回路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰源。交流地线、直流地线、模拟地和数字地等必须分开。数字地和模拟地的共点地好置悬浮方式。地线各点之间的电位差尽可能小，尽量加粗地线，有条件可采用环形地线。系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子，通常不需要接地，可是，当电磁干扰比较严重时，这个端子需与接大地的端子(GR)连接。
3、PLC的输入、输出设备
输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。以开关量输入为例，按钮、行程开关的触点接触要保持在良好状态，接线要牢固可靠。机械限位开关是容易产生故障的元件，设计时，应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。按钮触点的选择也影响到系统的可靠性。在设计电路时，应尽量选用可靠性高的元器件，对于模拟量输入信号来说，常用的有4～20mA、0～20mA直流电流信号；0～5V、0～10V直流电压信号，电源为直流24V。
对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低，严重时导致系统不能正常工作。如晶闸管输出只能用于交流负载，晶体管输出只能用于直流负载。PLC的输出端子带负载能力是有限的，如果超过了规定的大限值，必须外接继电器或接触器，才能正常工作。外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良。这一方面可以通过选用高质量的元器件来提高可靠性，另一方面，在对系统可靠性及智能化要求较高的场合，可以根据电路中电流异常的情况对输出单元的一些重点部位进行诊断，当检测到异常信号时，系统按程序自动转入故障处理，从而提高系统工作的可靠性。若PLC输出端子接有感性元件，则应采取相应的保护措施，以保护PLC的输出触点。
为了防止或减少外部配线的干扰，交流输入、输出信号与直流输入、输出应分别使用各自的电缆；对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线、必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆在输入、输出侧悬空，而在控制侧接地，其处理方式如图2。
软件抗干扰措施
硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时，可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来提高系统的抗干扰能力。
1、利用"看门狗"方法对系统的运动状态进行监控
PLC内部具有丰富的软元件，如定时器、计数器、辅助继电器等，利用它们来设计一些程序，可以屏蔽输入元件的误信号，防止输出元件的误动作。在设计应用程序时，可以利用"看门狗"方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。如用PLC控制某一运动部件时，编程时可定义一个定时器作"看门狗"用，对运动部件的工作状态进行监视。定时器的设定值，为运动部件所需要的大可能时间。在发出该部件的动作指令时，启动"看门狗"定时器。若运动部件在规定时间内达到指定位置，发出一个动作完成信号，使定时器清零，说明监控对象工作正常；否则，说明监控对象工作不正常，发出报警或停止工作信号。
2、消抖
在振动环境中，行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信号，一般的抖动时间都比较短，针对抖动时间短的特点，可用PLC内部计时器经过一定时间的延时，得到消除抖动后的可靠有效信号，从而达到抗干扰的目的。
3、用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比
为了提高输入信号的信噪比，常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统，采用程序限幅法，即连续采样五次，若某一次采样值远远大于其它几次采样的幅值，那么就舍去之。对于流量、压力、液面、位移等参数，往往会在一定范围内频繁波动，则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为：流量n=12，压力n=4合适。对于缓慢变化信号如温度参数，可连续三次采样，选取居中的采样值作为有效信号。
1引言
铁路安全继电器是铁路信号控制系统中的重要执行元件之一，必须在出厂时和使用过程中定期对其电气特性参数进行测试。传统测试设备存在测试精度低，可靠性差，效率低下以及对测试人员要求高等缺点，不能满足现代继电器测试的要求。PLC作为一种新型的控制装置与传统继电器控制系统相比，具有时间响应快，控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易与计算机相连、维修方便、体积小、重量轻、功耗低及高性能等优点。触摸屏也是一种新型的人机交互设备，操作者只需用手触摸计算机显示屏上的图标或文字就能对主机进行操作，这样就摆脱了传统交互设备复杂操作，新手也能轻松操作整个设备。既减少了对操作人员的要求，也提高了工作效率。本文采用PLC、触摸屏及相关辅助电路设计了一种综合电器测试台。
2硬件电路设计
2.1系统概述
该继电器测试台采用欧姆龙CPM2A型号PLC作为控制单元、ET500系列触摸屏实现人机交互，测试普通继电器、接触器、过流继电器、接地继电器的吸合电压（电流）、释放电压（电流）及电磁（电子）式时间继电器的延时时间等参数。图1给出其硬件结构框图。
PLC通过I／O捕获继电器触点动作，通过扩展模拟I／O模块记录待测继电器动作时的电压（电流）值。PLC把检测到的继电器状态和动作信号送人触摸屏显示，并对各种故障报警等。
2.2测试原理
测试前根据待测继电器型号及类型通过触摸屏设定参数，测试开始后可选择自动、人工方式通过PLC控制增（减）电压（电流），待达到待测继电器吸合电压（电流）、释放电压（电流）后，动合接点（衔铁）动作，PLC记录此时的电压（电流）值或和接点传唤时间存入内部数据区，待测试完毕后通过触摸屏显示并打印。
由于测试对象包括直流或交流继电器，电子式或电磁式继电器。电子式又包括共阴或共阳型。该测试台在设计中满足了各种型号、类型继电器的测试需求，其原理如图2所示。系统通过扩展单元的4～20mA模拟量控制信号选择直流或交流电源。
在测试时间继电器时，被测的是额定电压下继电器的动作延时时间或释放延时时间。考虑到继电器线圈电压从0V加至额定值需要一定时间，这会带来测量误差。该测试台采用在电源输出端加上一个固体继电器（SSR），图2所示的是使系统自动识别延时类型。开始测试时，系统自动调整输出电压为设定的线圈额定电压，通过SSR切断输出电压，等待6s使线圈两端电压降为0 V，再触发SSR使之导通，此时设定额定电压直接输出到时间继电器线圈，并开始计时。
当操作人员在测试前选择电磁或电子式时，测试台根据触摸屏传来的参数自动切换辅助继电器J10的触点位置，以完成类型的自动识别。图2中J10触点向上构成电子式测量电路连接，J11为电子式继电器的负载继电器；J10触点向下构成电磁式测量电路连接。在选择电子式的还要选择被测继电器为共阴还是共阳极，测试台中采用辅助继电器J12的自动切换来完成共阴和共阳极的切换，触点向右构成共阴极，向左构成共阳极。
3软件部分设计
继电器测试台的软件设计主要包括PLC控制软件和触摸屏组态软件两部分。由于欧姆龙CPM2A中增加了一个内置的RS232连接器，PLC无需配置专用的通讯模块就能方便地与外部设备进行通信，通过触摸屏与PLC之间的RS232传输就能实现实时通信功能，点击触摸屏向PLC发出各种控制信号，PLC接到触摸屏发出的指令信号后执行运算与控制任务。
3.1 PLC控制软件
PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心。通过接收开关量和模拟量的输入，经处理后输出开关量和模拟量去控制继电器的动作。PLC控制软件主要由初始化模块、状态检测模块、控制模块、通信模块和故障处理模块组成，如图3所示。
初始化模块用于测试电流、电压、时间和日期的初始化，以及所测继电器类型的选择。状态检测模块用于各组成部分的状态检测和显示，并通知故障处理模块进行故障处理。通信模块用于接收触摸屏传来的参数信息，实现与PLC的通信。控制模块用于电流、电压调节和人工调节。
3.1.1状态检测
状态模块主要是检测继电器的状态转换。由于触点的物理特性。动触点在吸合接触静触点的瞬间往往会先吸合，再以微小的幅值弹开后吸合。针对这样的"抖动"，传统测试装置因灵敏度太差，而对测试结果不会造成影响；该测试台因采用PLC检测触点接触，仅仅是不到s，PLC会因捕捉到这样的"抖动"而误认为触点吸合了两次或更多次，以致测量无法正常进行。在软件设计中采取了防抖功能，如图4所示。接点不动作时定时器002计时开始，20ms后输出为"1"。当接点闭合或断开瞬间，辅助继电器20.09或20.10接通一个扫描周期，高速计数器002开始计时，计时到后辅助继电器20.12接通一个扫描周期，表示继电器状态已可靠转换。
3.1.2输出控制
在测试中，当需要对线圈两端升（降）电压（电流）时，为防止电压（电流）上升过快而造成测量误差较大的问题，通过PLC发出0.2s的定时脉冲。在PLC发出每个脉冲的对电压进行增减，步长为0.1V。有时需要快速增加输出，操作人员可以选择手动输出方式，长按时间2s以上触摸屏上输出增按钮。这种情况下，采用单位输出增量△a为变值来实现。图5所示快速输出增量图。可见，第n-1次输出增量为an-1，第n次输出增量为△an，控制输出增量△a使△an=an-1+1，使每相间△t内的输出增量递增，就可实现输出值a的快速增加。人工输出快速减少时其原理一样。
3.1.3故障处理
测试过程中有异常情况时，系统会根据检测的结果进行相应操作。例如，在测量继电器的吸合电压时，假如继电器线圈断线。根据常识在这种情况下无论系统怎么增加电压，触点都不会吸合，继电器都不会动作。当系统加压到一定值后继电器如果还未动作，系统即认为继电器损坏，结束测量，弹出错误报告。还有其他异常情况，诸如打印时未接打印机、调压模块故障等。
3.2触摸屏组态
触摸屏界面由支持软件设计、编译，从支持工具下载到触摸屏即可使用。触摸屏与PLC之间通过RS232通信电缆进行连接。由PLC对触摸屏状态控制区和通知区进行读写，以达到两者之间的信息交互。触摸屏的组态是在EasyBuilder组态软件下完成。根据综合电器测试台的要求，设计了初始界面、测试主控界面、电压测试界面、电流测试界面、接地继电器测试界面、电磁式时间继电器测试界面、电子式时间继电器测试界面和手动输出界面共8个人机交互界面。
图6所示为测试主控界面。其过程为是先完成测试界面各个窗口、按钮的布局；为了使触摸屏和PLC能够正常通信，还要对测试界面的各个子窗口、按钮和输入区域进行相应的设置。设置完成后对其编译，编译通过后就可通过RS232通信电缆将组态信息下载至触摸屏中，这样触摸屏和PLC的通信就建立起来了。运行组态软件，操作人员用手触控这些输入区域时，系统将弹出数字字母键盘，如图7信息输入键盘所示。在该界面可以输入设备名称、规格型号、产品编号、操作员代号、上车号、下车号等信息。根据需要测试的项目触控界面中相应的按钮进入相应的测试操作界面。
4结语
该设计的继电器电器测试台已经投入使用，运行结果证明，基于PLC和触摸屏控制的综合电器测试台的工作效率较传统测试设备有大幅度提高，系统工作稳定。具有下述优点：（1）触摸屏人机界面上设置的各种按钮、开关、信号显示灯、仪表等都是实物的替代品，触控寿命长，大大提高了电器测试的可靠性。（2）触摸屏与PLC的连接通讯是通过软件实现的，不占用PLC的I／O点，只需要小型的PLC即可满足测试台的生产，节省了成本。（3）检测精度远远高于传统测试方式，且安全性高。（4）系统的程序接口简单，用户能够很方便地进行系统的二次开发，配置灵活，适应客户要求，保证了整体系统的灵活性和可伸缩性。