CN105334045A - 一种基于plc的气体冷热冲击试验系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的气体冷热冲击试验系统及其控制方法，采用PLC作为控制核心，无需人工干预就能自动完成气体冷热冲击试验；并且当发生管路泄漏、冷却水中断和试验仓门意外打开等异常情况时，系统能自动识别、报警并停止工作；采用工业PC构成系统的监控操作平台，提供以太网、RS485/232等多种通讯接口，方便与试验室管理平台进行数据共享、系统集成或实现远程控制。本装置自动化程度高、可靠性高、操控灵活、扩展方便。

Description

一种基于PLC的气体冷热冲击试验系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及气体冷热冲击试验系统及其控制方法，特别是涉及一种基于PLC的气体冷热冲击试验系统及其控制方法。

背景技术

中冷器是发动机增压中冷技术在整车上普遍应用的重要部件，它的作用是对增压后的高温高压空气进行冷却，进一步增大发动机进气密度和进气量，降低燃烧温度的峰值，提高发动机功率和降低油耗，改善排放，对机动车的节能减排具有重要的意义。中冷器冷热冲击试验是考核和检验中冷器设计制造水平、可靠性及性能状况的重要试验项目，是用于考核试验件抗温度交变循环性能的一种强化试验。试验过程中经由数千次的快速冷热冲击交变循环，使中冷器中承受温度较高且易于热疲劳的零部件经受热胀冷热交变工况，以考核和评价其在连续的高低温交变环境下的运行状况，并检验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。而冷热冲击试验台的关键控制技术是保证温度和运行时间的准确性。现有技术中的冷热冲击试验系统无法实现全自动，且可靠性和灵活性较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够自动完成整个试验过程、可靠性和灵活性较高的基于PLC的气体冷热冲击试验系统及其控制方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统，采用PLC作为控制核心，包括气源，气源分别连接第一补气电磁阀的一端和第二补气电磁阀的一端，第一补气电磁阀的另一端连接第一安全阀，第一安全阀还连接第一电加热器的一端，第一电加热器内设有第一温度传感器和第一电力调功器，第一电加热器的另一端连接第二电磁阀的一端，第一电加热器的另一端还设有第一压力传感器和第一流量传感器，第二电磁阀的另一端连接试验仓的一端，第二电磁阀的另一端还设有第三流量传感器、第三压力传感器和第三温度传感器，试验仓设有门，并安装有试验仓门开关传感器，试验仓的另一端连接第三电磁阀的一端，第三电磁阀的另一端通过第一调节阀还连接第一电加热器的第三端，第三电磁阀的另一端连接水冷器的第一端，水冷器的第二端通过水冷器开关电磁阀再经水压力开关连接进水口，水冷器的第三端连接第一压缩机的第一端，水冷器的第四端为出水口，第一压缩机的第二端连接第一补气电磁阀的另一端，第一压缩机由第一变频器控制；第二补气电磁阀的另一端连接第二安全阀，第二安全阀还连接第二电加热器的一端，第二电加热器内设有第二温度传感器和第二电力调功器，第二电加热器的另一端连接第五电磁阀的一端，第二电加热器的另一端还设有第二压力传感器和第二流量传感器，第五电磁阀的另一端经第三流量传感器、第三压力传感器和第三温度传感器连接试验仓的一端，试验仓的另一端还连接第六电磁阀的一端，第六电磁阀的另一端通过第二调节阀还连接第二电加热器的另一端，第六电磁阀的另一端连接空冷器的一端，空冷器由空冷器开关电磁阀控制，空冷器的另一端连接第二压缩机的第一端，第二压缩机的第二端连接第二补气电磁阀的另一端，第二压缩机由第二变频器控制；

其中，第一补气电磁阀、第一安全阀、第一电加热器、第一温度传感器、第一电力调功器、第一压力传感器、第一流量传感器、第二电磁阀、第三电磁阀、第一调节阀、水冷器开关电磁阀、水压力开关、水冷器、第一变频器和第一压缩机构成上支路，第二补气电磁阀、第二安全阀、第二电加热器、第二温度传感器、第二电力调功器、第二压力传感器、第二流量传感器、第五电磁阀、第六电磁阀、第二调节阀、空冷器、空冷器开关电磁阀、第二变频器、第二压缩机构成下支路。

进一步，所述PLC的型号为S7-200Smart。

进一步，所述第一电力调功器和第二电力调功器均采用三相数显调功器。

进一步，所述第一变频器和第二变频器均采用型号为SINAMICSV20的变频器。

进一步，采用工控机配合组态软件作为数据采集、数据处理、数据存储及数据共享系统。

本发明所述的一种控制基于PLC的气体冷热冲击试验系统的方法，包括蓄能过程、低温冲击过程、高温冲击过程和降温过程，其中：

蓄能过程：气源分别通过第一补气电磁阀和第二补气电磁阀向上、下支路供气，第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭，第一调节阀和第二调节阀打开；

低温冲击过程：第二电磁阀和第三电磁阀打开，上支路向试验仓进气；气源分别通过第一补气电磁阀和第二补气电磁阀向上、下支路供气，第五电磁阀和第六电磁阀关闭，第二调节阀打开；此过程中，第一补气电磁阀和第二补气电磁阀仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀和第二补气电磁阀的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓的门开启，试验仓门开关传感器将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

高温冲击过程：气源分别通过第一补气电磁阀和第二补气电磁阀向上、下支路供气，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，第一调节阀打开；第五电磁阀和第六电磁阀打开，下支路向试验仓进气；此过程中，第一补气电磁阀和第二补气电磁阀仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀和第二补气电磁阀的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓的门开启，试验仓门开关传感器将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

降温过程：包括如下的步骤：

S1：第一补气电磁阀和第二补气电磁阀关闭，气源不再进行供气；

S2：第一电加热器和第二电加热器关闭，水冷器开关电磁阀和空冷器开关电磁阀打开，控制水冷器和空冷器投入运行，水压力开关对进水压力进行检测，当无水压时给出报警指示；

S3：第二电磁阀和第三电磁阀打开，第一调节阀关闭，当第一温度传感器的测试值低于指定阈值后，关闭水冷器和第一压缩机；

S4：第五电磁阀和第六电磁阀关闭，第二调节阀打开，当第二温度传感器的测试值低于指定阈值后，关闭空冷器和第二压缩机。

有益效果：本发明采用PLC作为控制核心，无需人工干预就能自动完成气体冷热冲击试验；并且当发生管路泄漏、冷却水中断和试验仓门意外打开等异常情况时，系统能自动识别、报警并停止工作；采用工业PC构成系统的监控操作平台，提供以太网、RS485/232等多种通讯接口，方便与试验室管理平台进行数据共享、系统集成或实现远程控制。本装置自动化程度高、可靠性高、操控灵活、扩展方便。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的测控部分与电气仪表部件的连接关系示意图；

图3为本发明的上支路温度PID控制的示意图；

图4为本发明的下支路温度PID控制的示意图；

图5为本发明的上支路流量PID控制的示意图；

图6为本发明的下支路流量PID控制的示意图；

图7为本发明的上支路压力PID控制的示意图；

图8为本发明的下支路压力PID控制的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。

本发明的系统如图1所示，采用PLC作为控制核心，包括气源1，气源1分别连接第一补气电磁阀11的一端和第二补气电磁阀14的一端，第一补气电磁阀11的另一端连接第一安全阀81，第一安全阀81还连接第一电加热器71的一端，第一电加热器71内设有第一温度传感器21和第一电力调功器31，第一电加热器71的另一端连接第二电磁阀12的一端，第一电加热器71的另一端还设有第一压力传感器41和第一流量传感器51，第二电磁阀12的另一端连接试验仓2的一端，第二电磁阀12的另一端还设有第三流量传感器53、第三压力传感器43和第三温度传感器23，试验仓2设有门，并安装有试验仓门开关传感器121，试验仓2的另一端连接第三电磁阀13的一端，第三电磁阀13的另一端通过第一调节阀61还连接第一电加热器71的第三端，第三电磁阀13的另一端连接水冷器73的第一端，水冷器73的第二端通过水冷器开关电磁阀91再经水压力开关44连接进水口，水冷器73的第三端连接第一压缩机111的第一端，水冷器73的第四端为出水口，第一压缩机111的第二端连接第一补气电磁阀11的另一端，第一压缩机111由第一变频器101控制；第二补气电磁阀14的另一端连接第二安全阀82，第二安全阀82还连接第二电加热器72的一端，第二电加热器72内设有第二温度传感器22和第二电力调功器32，第二电加热器72的另一端连接第五电磁阀15的一端，第二电加热器72的另一端还设有第二压力传感器42和第二流量传感器52，第五电磁阀15的另一端经第三流量传感器53、第三压力传感器43和第三温度传感器23连接试验仓2的一端，试验仓2的另一端还连接第六电磁阀16的一端，第六电磁阀16的另一端通过第二调节阀62还连接第二电加热器72的另一端，第六电磁阀16的另一端连接空冷器74的一端，空冷器74由空冷器开关电磁阀92控制，空冷器74的另一端连接第二压缩机112的第一端，第二压缩机112的第二端连接第二补气电磁阀14的另一端，第二压缩机112由第二变频器102控制；

其中，第一补气电磁阀11、第一安全阀81、第一电加热器71、第一温度传感器21、第一电力调功器31、第一压力传感器41、第一流量传感器51、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第一调节阀61、水冷器开关电磁阀91、水压力开关44、水冷器73、第一变频器101和第一压缩机111构成上支路，第二补气电磁阀14、第二安全阀82、第二电加热器72、第二温度传感器22、第二电力调功器32、第二压力传感器42、第二流量传感器52、第五电磁阀15、第六电磁阀16、第二调节阀62、空冷器74、空冷器开关电磁阀92、第二变频器102、第二压缩机112构成下支路。其中，气源1用于给系统提供具有一定压力的纯净空气；第一电加热器71、第二电加热器72、水冷器73及空冷器74相互配合用于产生所需的介质温度，上下支路温度控制范围分别为20-100及90-300；第一压缩机111和第二压缩机112用于使介质达到所需的工作压力；试验仓2内有放置试件的台架，用于安放被测的试件；仓门处有微动开关，用于防止仓门在测试过程中的意外开启；进出风口用于测试后卸载被测试件时高温气体的排放；第一安全阀81及第二安全阀82用于当系统内压力过高时的自动泄放。

1.系统采用如下的设备：

1.1PLC

PLC即为可编程逻辑控制器，采用德国西门子小型PLC：S7-200Smart：CPUST60一台，作为系统的控制核心，该CPU还提供36DI/24DO，分别用于连接1台相序保护继电器、2台热过载继电器、1台试验仓门开关传感器、1台冷却水压力检测开关，共占用5个DI通道；共连接电磁切换阀6个，以及红黄绿三色报警灯及蜂鸣器各1台，共占用10个DO通道。

采用模拟量4AI/2AO模块4台，用于分别采集上下支路的温度(第一温度传感器21、第二温度传感器22)、压力(第一压力传感器41、第二压力传感器42)、流量信号(第一流量传感器51、第二流量传感器52)，以及试验仓的温度(第三温度传感器23)、压力(第三压力传感器43)及流量信号(第三流量传感器53)信号，共九个AI输入通道；有两路输出信号分别通过第一电力调功器31、第二电力调功器32以控制上下支路的加热器从而实现高低温侧的温度控制，另有两路输出信号分别用于控制上下支路的第一调节阀61、第二调节阀62，再有两路输出信号分别通过第一变频器101及第二变频器102控制上下支路压缩机，共计6个AO通道。

1.2高低温调功器

采用中国台湾泰矽电子有限公司的三相数显调功器两台作为第一电力调功器31和第二电力调功器32，用于控制上下支路电加热器分别对高低温侧的温度进行控制。

1.3高低温变频器

第一变频器101和第二变频器102采用德国西门子公司的SINAMICSV20紧凑型变频器，以实现对上下支路的第一压缩机111和第二压缩机112的控制。

1.4电动调节阀

采用第一调节阀61和第二调节阀62用于完成高低温操作模式下的流量控制，通过流量的旁路使进入试验仓2的流量满足试验条件的需求。

1.5电磁阀，共计6个，分别实现下述功能：

●第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14用于上下支路的补气；

●第二电磁阀12和第三电磁阀13用于上支路(低温侧)的冲击切换；

●第五电磁阀15和第六电磁阀16用于下支路(高温侧)的冲击切换。

1.6温度传感器

第一温度传感器21、第二温度传感器22和第三温度传感器23均采用铂电阻-传感器，位号TT301、TT201、TT301，分别用于测量上下支路温度及进入试验仓2介质的冲击温度。

1.7流量传感器

第一流量传感器51、第二流量传感器52和第三流量传感器53均采用性价比较高的节流式孔板-差压变送器，位号FT101、FT201、FT301，分别用于测量上下支路流量及进入试验仓2介质的冲击流量。

1.8压力传感器

第一压力传感器41、第二压力传感器42和第三压力传感器43，位号PT101、PT201、PT301，分别用于测量上下支路压力及进入试验仓2介质的冲击压力。

1.9其它

●相序保护继电器1台，用于对电源的相序出错进行检测；

●热过载继电器2台，分别实现对高低温压缩机的热过载检测；

●试验仓门开关传感器1台，用于对试验仓门的意外打开进行监测；

●冷却水压力检测开关1台，用于检测冷却水压是否正常；

●用于工作状态指示的红黄绿三色指示灯一台，用于故障报警的蜂鸣器一台。

2.本系统的测控部分与电气仪表部件的连接关系如图2所示，其中：

2.1来自动力系统的220V交流电经24V开关电源转换为24V直流电源，为本装置的控制系统电气仪表供电；

2.2由西门子的一台S7-200SMART小型PLC的CPUST60及四台模拟量扩展模块AM06构成本装置控制系统的核心；另有一台监控操作主机通过以太网交换机与ST60相连接，借助监控主机中安装的组态王(KingView)软件，实现对整个控制系统及其工作状态的监控；

2.3由相序保护继电器、压缩机P1/P2热过载继电器、试验仓门开关传感器121及冷却水压力开关构成的开关量传感器采集各种现场设备的工作状态后经由隔离继电器组传送到ST60；

2.4ST60输出的开关量控制信号经由隔离继电器组传送到第一补气电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第二补气电磁阀14、第五电磁阀15和第六电磁阀16用于控制工作过程的补气与高低温冲击流程；另有四路开关量控制信号送到三色报警灯及蜂鸣器构成本装置的声光报警或提示信息；

2.5高低温侧及试验仓2入口的温度、流量、压力连续测量信号分别由第一温度传感器21、第二温度传感器22、第三温度传感器23、第一流量传感器51、第二流量传感器52、第三流量传感器53、第一压力传感器41、第二压力传感器42和第三压力传感器43测量变送器转换为4-20mA标准电流信号，再经由S7-200smartPLC的模拟量IO扩展模块AM06送入CPUST60实现数据采集，并由后者完成PID控制算法运算，以实现回路控制功能；

2.6经PID控制算法运算后，CPUST60将控制信号再经由AM06转换成4-20mA标准电流信号，分别传送至第一电力调功器31及第二电力调功器32对第一电加热器71和第二电加热器72实施温度控制；另有两路信号传送至第一调节阀61和第二调节阀62实现对高低温冲击阶段的入仓流量控制；再有两路信号传送至第一变频器101和第二变频器102以实现对高低温侧管路压力的定值控制。

本发明还公开了一种基于PLC的气体冷热冲击试验系统的控制方法，包括蓄能过程、低温冲击过程、高温冲击过程和降温过程，其中：

蓄能过程：气源1分别通过第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14向上、下支路供气，第二电磁阀12、第三电磁阀13、第五电磁阀15和第六电磁阀16关闭，第一调节阀61和第二调节阀62打开；

低温冲击过程：第二电磁阀12和第三电磁阀13打开，上支路向试验仓2进气；气源分别通过第一补气电磁阀和第二补气电磁阀向上、下支路供气，第五电磁阀15和第六电磁阀16关闭，第二调节阀62打开；此过程中，第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓2的门开启，试验仓门开关传感器将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

高温冲击过程：气源分别通过第一补气电磁阀和第二补气电磁阀向上、下支路供气，第二电磁阀12和第三电磁阀13关闭，第一调节阀61打开；第五电磁阀15和第六电磁阀16打开，下支路向试验仓2进气；此过程中，第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓2的门开启，试验仓门开关传感器将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

降温过程：包括如下的步骤：

S1：第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14关闭，气源1不再进行供气，；

S2：第一电加热器71和第二电加热器72关闭，水冷器开关电磁阀91和空冷器开关电磁阀92打开，控制水冷器73和空冷器74投入运行，水压力开关44对进水压力进行检测，当无水压时给出报警指示；

S3：第二电磁阀12和第三电磁阀13打开，第一调节阀61关闭，当第一温度传感器21的测试值低于指定阈值后，关闭水冷器73和第一压缩机111；

S4：第五电磁阀15和第六电磁阀16关闭，第二调节阀62打开，当第二温度传感器22的测试值低于指定阈值后，关闭空冷器74和第二压缩机112。

本发明系统的工作过程分为停止、蓄能、低温冲击、高温冲击和降温这几个阶段，每一阶段对管路及试验仓的温度、流量、压力均提出了不同的控制要求，故PLC控制设备在实施PID控制时不同于典型的单回路PID控制，而是一种复杂的多参数选择性控制方案，由于PLC可通过灵活的功能组态实施各种复杂的控制策略，为本系统控制方案的实现创造了良好的条件。其中：

3.1典型温度控制PLC编程

典型温度PID控制如图3，图4所示。由PLC中的CPUST60实现温度PID控制回路的功能，借助AM06模块实现模拟量输入采样及模拟量输出控制的功能，借助第一电力调功器31/第二电力调功器32对第一电加热器71/第二电加热器72进行控制，进而实现温度控制。依据试验装置所处的工作阶段，其温度控制还具有下述特点：

●在停止及降温阶段：第一电力调功器31/第二电力调功器32均关闭，第一电加热器71、第二电加热器72停止加热；

●在蓄能阶段：上下支路分别依据各自的第一温度传感器21、第二温度传感器22进行温度控制；

●在低温冲击阶段：上支路依据第三温度传感器23对试验仓2前温度进行温度PID控制，以保证进入试验仓2的介质温度满足低温冲击要求；下支路则仍然依据第二温度传感器22对下支路温度进行控制，为高温冲击作准备；

●在高温冲击阶段：下支路依据第三温度传感器23对试验仓2前温度进行温度PID控制，以保证进入试验仓2的介质温度满足高温冲击要求；上支路则仍然依据第一温度传感器21对上支路温度进行控制，为低温冲击作准备。

3.2典型流量控制PLC编程

典型流量PID控制如图5、图6所示，由PLC中的CPUST60实现流量PID控制回路的功能，借助AM06模块实现模拟量输入采样及模拟量输出控制的功能，借助第一调节阀61/第二调节阀62对各支路流量进行控制。依据试验装置所处的工作阶段，其流量控制还具有下述特点：

●在停止、蓄能及降温阶段：第一调节阀61/第二调节阀62均全开，流量处于最大状态；

●在低温冲击阶段：上支路依据第三流量传感器53对试验仓2前流量进行流量PID控制，以保证进入试验仓2的介质流量满足低温冲击要求；下支路则仍然依据第二流量传感器52对下支路流量进行控制，为高温冲击作准备；

●在高温冲击阶段：下支路依据第三流量传感器53对试验仓2前流量进行流量PID控制，以保证进入试验仓2的介质流量满足高温冲击要求；上支路则仍然依据第一流量传感器51对上支路流量进行控制，为低温冲击作准备。

3.3典型压力控制PLC编程

典型温度PID控制如图7、图8所示，由PLC中的CPUST60实现压力PID控制回路的功能，借助AM06模块实现模拟量输入采样及模拟量输出控制的功能，借助第一变频器101/第二变频器102对第一压缩机111/第二压缩机112进行控制，进而实现压力控制。依据试验装置所处的工作阶段，其压力控制还具有下述特点：

●在停止阶段：第一变频器101和第二变频器102均关闭，第一压缩机111和第二压缩机112停止工作；

●在蓄能及降温阶段：上下支路分别依据各自的第一压力传感器41和第二压力传感器42进行压力控制；同时，若压力过低，上下支路还分别通过第一补气电磁阀11和第二补气电磁阀14补充部分气体。

●在低温冲击阶段：上支路依据第三压力传感器43对试验仓2前压力进行压力PID控制，以保证进入试验仓2的介质压力满足低温冲击要求；下支路则仍然依据第二压力传感器42对下支路压力进行控制，为高温冲击作准备；

●在高温冲击阶段：下支路依据第三压力传感器43对试验仓2前流量进行流量PID控制，以保证进入试验仓2的介质压力满足高温冲击要求；上支路则仍然依据第一压力传感器41上支路压力进行控制，为低温冲击作准备。

本发明的监控主机采用工控机(IndustrialPersonalComputer，IPC)，以满足工业控制所需的可靠性、实时性、扩充性、兼容性等苛刻要求。如图2所示，主机通过以太网交换机与以PLC为核心的测控系统通信，用于监控全系统的工作状况，完成测控数据的采集、存储与处理，并实现人机操作界面功能。

为方便人机操控界面的灵活组态，监控主机借助性价比较高的组态软件：KingView开发测控界面，实现数据采集、参数设置、实时、历史数据曲线显示、系统操控、数据报表、故障监测报警等功能。

本系统能在试验结束后自动生成Excel格式的报表，报表包含下述信息：被试件的名称、型号、规格、试验开始/结束时间、试验过程温度交变范围/交变频率/交变次数、试验过程介质温度/压力/流量变化曲线、试验过程状态/报警信息等。报表实现过程中借助KingView为VBA提供的报表接口与API函数，将KingView历史数据库中的数据导入到Excel的表格中，配合Excel中强大的VBA编程功能，实现报表内数据、曲线等的自动生成及处理。

本发明的系统具有如下的优点：

●采用具有高可靠性、性价比及灵活性的可编程逻辑控制器PLC构成系统的控制核心；

●采用可靠性高、显示功能丰富、通讯功能灵活的工控机作为数据采集、数据处理、数据存储及数据共享系统；

●人机界面友好，界面显示多元化。能对产品信息、高低冲击温度、交变频率、冲击次数、介质流量、介质压力等参数进行灵活设定及操作。

●试验过程中动态地显示冷热冲击温度、交变频率、冲击次数、介质流量、介质压力、循环次数、循环时间，高温时间、低温时间、试验状态(正常，绿色，暂停，泄漏)等试验数据并绘制实时曲线、历史曲线。自动存储试验数据，可生成试验报告打印出来，存储的数据能被EXCEL程序调用，分析和处理。

●无需人工干预，自动完成循环测试；

●管路泄漏、冷却水中断、试验仓门意外打开或其它异常发生时，系统自动识别、报警并自动停机；

●提供以太网以及RS485/232通讯功能及数据接口，方便与其它测试装置或试验室管理平台进行数据共享、系统集成或实现远程控制。

Claims (6)

1.一种基于PLC的气体冷热冲击试验系统，其特征在于：采用PLC作为控制核心，包括气源(1)，气源(1)分别连接第一补气电磁阀(11)的一端和第二补气电磁阀(14)的一端，第一补气电磁阀(11)的另一端连接第一安全阀(81)，第一安全阀(81)还连接第一电加热器(71)的一端，第一电加热器(71)内设有第一温度传感器(21)和第一电力调功器(31)，第一电加热器(71)的另一端连接第二电磁阀(12)的一端，第一电加热器(71)的另一端还设有第一压力传感器(41)和第一流量传感器(51)，第二电磁阀(12)的另一端连接试验仓(2)的一端，第二电磁阀(12)的另一端还设有第三流量传感器(53)、第三压力传感器(43)和第三温度传感器(23)，试验仓(2)设有门，并安装有试验仓门开关传感器(121)，试验仓(2)的另一端连接第三电磁阀(13)的一端，第三电磁阀(13)的另一端通过第一调节阀(61)还连接第一电加热器(71)的第三端，第三电磁阀(13)的另一端连接水冷器(73)的第一端，水冷器(73)的第二端通过水冷器开关电磁阀(91)再经水压力开关(44)连接进水口，水冷器(73)的第三端连接第一压缩机(111)的第一端，水冷器(73)的第四端为出水口，第一压缩机(111)的第二端连接第一补气电磁阀(11)的另一端，第一压缩机(111)由第一变频器(101)控制；第二补气电磁阀(14)的另一端连接第二安全阀(82)，第二安全阀(82)还连接第二电加热器(72)的一端，第二电加热器(72)内设有第二温度传感器(22)和第二电力调功器(32)，第二电加热器(72)的另一端连接第五电磁阀(15)的一端，第二电加热器(72)的另一端还设有第二压力传感器(42)和第二流量传感器(52)，第五电磁阀(15)的另一端经第三流量传感器(53)、第三压力传感器(43)和第三温度传感器(23)连接试验仓(2)的一端，试验仓(2)的另一端还连接第六电磁阀(16)的一端，第六电磁阀(16)的另一端通过第二调节阀(62)还连接第二电加热器(72)的另一端，第六电磁阀(16)的另一端连接空冷器(74)的一端，空冷器(74)由空冷器开关电磁阀(92)控制，空冷器(74)的另一端连接第二压缩机(112)的第一端，第二压缩机(112)的第二端连接第二补气电磁阀(14)的另一端，第二压缩机(112)由第二变频器(102)控制；

其中，第一补气电磁阀(11)、第一安全阀(81)、第一电加热器(71)、第一温度传感器(21)、第一电力调功器(31)、第一压力传感器(41)、第一流量传感器(51)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第一调节阀(61)、水冷器开关电磁阀(91)、水压力开关(44)、水冷器(73)、第一变频器(101)和第一压缩机(111)构成上支路，第二补气电磁阀(14)、第二安全阀(82)、第二电加热器(72)、第二温度传感器(22)、第二电力调功器(32)、第二压力传感器(42)、第二流量传感器(52)、第五电磁阀(15)、第六电磁阀(16)、第二调节阀(62)、空冷器(74)、空冷器开关电磁阀(92)、第二变频器(102)、第二压缩机(112)构成下支路。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统，其特征在于：所述PLC的型号为S7-200Smart。

3.根据权利要求1所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统，其特征在于：所述第一电力调功器(31)和第二电力调功器(32)均采用三相数显调功器。

4.根据权利要求1所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统，其特征在于：所述第一变频器(101)和第二变频器(102)均采用型号为SINAMICSV20的变频器。

5.根据权利要求1所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统，其特征在于：采用工控机配合组态软件作为数据采集、数据处理、数据存储及数据共享系统。

6.一种控制如权利要求1所述的基于PLC的气体冷热冲击试验系统的方法，其特征在于：包括蓄能过程、低温冲击过程、高温冲击过程和降温过程，其中：

蓄能过程：气源(1)分别通过第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)向上、下支路供气，第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第五电磁阀(15)和第六电磁阀(16)关闭，第一调节阀(61)和第二调节阀(62)打开；

低温冲击过程：第二电磁阀(12)和第三电磁阀(13)打开，上支路向试验仓(2)进气；气源(1)分别通过第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)向上、下支路供气，第五电磁阀(15)和第六电磁阀(16)关闭，第二调节阀(62)打开；此过程中，第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓(2)的门开启，试验仓门开关传感器(121)将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

高温冲击过程：气源(1)分别通过第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)向上、下支路供气，第二电磁阀(12)和第三电磁阀(13)关闭，第一调节阀(61)打开；第五电磁阀(15)和第六电磁阀(16)打开，下支路向试验仓(2)进气；此过程中，第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)仅在需要供气时打开，如果第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)的打开时间超过设定的值，即发生了管路泄漏，则PLC控制系统停止工作；如果试验仓(2)的门开启，试验仓门开关传感器(121)将检测、报警并联锁，系统自动停止工作；

降温过程：包括如下的步骤：

S1：第一补气电磁阀(11)和第二补气电磁阀(14)关闭，气源(1)不再进行供气；

S2：第一电加热器(71)和第二电加热器(72)关闭，水冷器开关电磁阀(91)和空冷器开关电磁阀(92)打开，控制水冷器(73)和空冷器(74)投入运行，水压力开关(44)对进水压力进行检测，当无水压时给出报警指示；

S3：第二电磁阀(12)和第三电磁阀(13)打开，第一调节阀(61)关闭，当第一温度传感器(21)的测试值低于指定阈值后，关闭水冷器(73)和第一压缩机(111)；

S4：第五电磁阀(15)和第六电磁阀(16)关闭，第二调节阀(62)打开，当第二温度传感器(22)的测试值低于指定阈值后，关闭空冷器(74)和第二压缩机(112)。