CN106680578A - 一种高精度plc模拟量输出模块工装测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统，所述测试系统由被测PLC模拟量输出模块、工装测试软件、高精度模拟量采集装置及PLC主控系统组成。所述测试方法包括以下步骤：(1)所述工装测试软件根据被测对象下发相应的测试数据到所述PLC主控系统；(2)所述PLC主控系统的主控制器控制模拟量输出模块输出设定的模拟量输出信号；(3)所述高精度模拟量采集装置采集模拟量输出模块的输出信号，并转换成数字信号后回传给该工装测试软件；(4)该工装测试软件根据回传数据与下发的测试数据进行比对，得到测试分析结果；整个测试过程无需人工直接干涉，系统自动测试分析、输出结果，大大提高了测试效率，减小了人工操作误差。
Description
技术领域
本发明涉及工装测试与PLC领域，尤其涉及一种用于PLC模拟量输出模块的高精度测试方法及系统。
背景技术
随着工业生产自动化的快速发展以及智能制造相关战略的提出，专门应用于工业自动化领域且占据主导地位的PLC变得越来越重要，其在控制规模和控制能力方面得到了逐步提高和完善。目前，大量的工业生产过程中会需要核心控制器产生模拟量控制信号，来控制被控设备，而PLC具有专门的模拟量处理功能，因此在过程控制系统中的应用日益广泛。通过多种先进技术的融合，实现综合化、网络化和远程化的PLC控制系统是工业过程控制领域的重要发展方向。为了适应工业控制中大量模拟量控制信号输出的需求，PLC在数据处理和模拟量处理等方面的功能不断增强，使其可以广泛应用于模拟控制系统中。PLC产品中的模拟量输出模块的使用，一般是通过模拟量输出接口来连接外部执行器。在工控现场的使用中，数据测量的准确性对工业控制系统的监测、运行等都会带来较大的影响，因此，控制系统对模拟量输出模块精度要求越来越高。为了避免不符合设计精度的PLC模拟量输出模块流入市场，需要在出厂前对模拟量输出模块进行高精度、自动化的工装测试。基于此，设计一种用于模拟量输出模块的高精度工装测试方法及系统，解决人工手动测试方式所存在的测试效率低下以及测试准确率不高的问题，大幅提高测试精确度和测试效率。
发明内容
本发明提供一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统，用于搭建PLC模拟量输出模块自动化测试系统，并对PLC模拟量输出模块进行功能上的精度测试。
为实现上述目的，本发明实施如下技术方案：
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统，包括：高精度模拟量采集装置、工装测试软件、被测PLC模拟量输出模块和PLC主控系统。
所述高精度模拟量采集装置包含：CPU、模拟量采集模块、Flash芯片、信号转换模块、信号处理电路、接入端子和输出模块；所述接入端子为多个，可接入多个电流输入，所述模拟量采集模块包含多个模拟量采集芯片，且与所述接入端子一一对应；所述CPU连接Flash芯片、信号转换模块、模拟量采集模块和输出模块；所述接入端子连接信号处理电路；所述信号处理电路与各个模拟量采集芯片连接。
所述工装测试软件：安装在PC机上的所述工装测试软件，与所述PLC主控连接，可自动化实时操作所述PLC主控系统连接的被测PLC模拟量输出模块，并与所述高精度模拟量采集装置配合，形成闭环测试，生成测试报告。
所述工装测试软件包括：测试界面、通信处理模块和模拟量输出模块测试逻辑。
所述模拟量输出模块的测试逻辑：设定需要测试的电流值，可设计4～20mA的电流值，并自动转化为所述PLC主控系统可接受的模拟量码值，通过工装测试通信协议发送给所述PLC主控系统；该工装测试软件接收所述高精度模拟量采集装置回采的模拟量输出值并经过码值转化，得到对应的模拟量数字，与所述设定测试电流值比对，误差在±1％以内。
所述被测PLC模拟量输出模块是用于该PLC控制系统中模拟量输出模块，具有模拟量输出接口，可输出4～20mA电流。
所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输出模块、导轨以及其他可选择性使用的模块。
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统的连接方式：所述PLC主控制器模块通过TCP连接其耦合模块，其耦合模块与所述模拟量输出模块通过导轨连接；所述高精度模拟量采集装置连接所述PLC模拟量输出模块；所述工装测试软件安装在PC机上，通过TCP连接所述PLC主控制器模块；所述工装测试软件通过TCP连接所述高精度模拟量采集装置。
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法：
步骤1、所述工装测试软件根据被测对象下发相应的测试数据到所述PLC主控系统；
步骤2、所述PLC主控系统控制其被测模拟量输出模块输出设定的模拟量输出信号；
步骤3、所述高精度模拟量采集装置采集该模拟量输出模块的输出信号，并转换成数字信号后回传给所述工装测试软件；
步骤4、所述工装测试软件根据回传数据与步骤1中所述下发的测试数据进行比对，得到测试分析结果。
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统发明的优点和积极效果是：
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统能够提供自动化的测试过程，闭环测试，测试过程无需人工单独设置输入输出的电流值，无需人工计算；
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统可以提供高精度、准确的测试结果；
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统可同时测试8个模拟量输出模块，大大提高测试效率。
附图说明
所述图1是所述高精度模拟量采集装置结构图；
所述图2是所述被测PLC模拟量输出模块测试连接图；
所述图3是所述工装测试软件模拟量输出模块测试逻辑处理流程图；
所述图4是所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统工作流程图。
具体实施方式
1.所述高精度模拟量采集装置说明：
所述高精度模拟量采集装置结构如图1所示。
所述高精度模拟量采集装置包含：
CPU、模拟量采集模块、Flash芯片、信号转换模块、信号处理电路、接入端子和输出模块；所述接入端子为多个，可接入多个电流输入，所述模拟量采集模块包含多个模拟量采集芯片，且与所述接入端子一一对应；所述CPU连接Flash芯片、信号转换模块、模拟量采集模块和输出模块；所述接入端子连接信号处理电路；所述信号处理电路与各个模拟量采集芯片连接。
所述高精度模拟量采集装置内部连接方式是：
所述CPU模块连接模拟量采集模块；所述模拟量采集模块包括8个模拟量采集芯片；所述模拟量采集芯片与信号处理电路连接；所述信号处理电路连接8个接入端子，所述接入端子可以接入4～20mA电流，所述信号处理模块采用高速线性光耦电路，通过该高速线性光耦电路的采样电阻得到高精度的PLC输入电流值；所述CPU模块连接信号转换模块；所述信号转换模块为A/D转换模块，用来将模拟量转换为数字量；所述CPU连接Flash芯片；所述Flash芯片用于存储固件程序；所述CPU模块连接输出模块；所述输出模块为COM接口和网络接口；所述输出模块将数字信号输出到该工装测试软件所在主机。
2.所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统说明：
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统连接方式如图2所示。
所示测试系统说明如下：
(1)测试对象：所述被测PLC模拟量输出模块；
所述被测PLC模拟量输出模块是用于所述PLC主控系统中模拟量输出模块，具有模拟量输出接口，可输出4～20mA电流；
(2)测试环境：所述PLC主控系统；
所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输出模块、导轨以及其他可选择性使用的模块；
(3)所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统连接方式：
所述PLC主控系统的主控制器模块通过总线连接其耦合模块；
所述耦合模块与所述被控PLC模拟量输出模块通过导轨连接；
所述工装测试软件安装在PC机上，通过TCP网络与所述PLC主控系统的主控制器模块连接；
所述工装测试软件通过与所述主控制器的通信协议，可以实时写入所述主控制器数据，并输出到所述连接的被测PLC模拟量输出模块；
所述高精度模拟量采集装置通过网线与安装了所述工装测试软件的PC机连接；
所述工装测试软件通过TCP网络连接所述高精度模拟量采集装置；
所述高精度模拟量采集装置的接入端子连接所述被测PLC模拟量输出模块的输出通道。3.所述工装测试软件：
所述工装测试软件包括：测试界面、通信处理模块和模拟量输出模块测试逻辑。
所述工装测试软件模拟量输出模块测试逻辑处理流程图如图3，对其逻辑处理流程说明如下：
a：所示工装测试软件确定通信连接，建立两个TCP通信连接：一个连接所述PLC主控系统的主控制器，另一个连接所述高精度模拟量输出自动测试装置；
b：启动所述工装测试软件中的模拟量输出测试回采线程；
c：将模拟量输出模块测试选择为测试项；
d：设定需要测试的电流值，可设计4～20mA的电流值；
e：电流值转换：软件将d中所述设定的电流值自动转化为所述PLC主控系统可接受的模拟量码值；
f：发送设定值到所述PLC主控系统：通过所述工装测试通信协议发送给PLC主控系统，并设定测试标志；
g：b中所述模拟量输出测试回采线程接收所述高精度模拟量采集装置回采的模拟量输出值；
h：对所述高精度模拟量采集装置采集到的模拟量输出值进行码值转化，得到对应的模拟量数字；
i：比照d中所述设定的测试电流值，计算测试结果误差在±1％以内。
4.所述模拟量输出模块测试步骤：
所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法及系统工作流程图如图4所示。
按照所述测试连接方式将设备连接好,从安装了所述工装测试软件的PC机上打开所述“工装测试软件”程序，选择“模拟量输出模块测试”项，对被测PLC模拟量输出模块进行测试：
步骤1，在所述工装测试软件中选择模拟量输出测试，则系统自动下发测试数据到所述PLC主控系统；测试数据包括：4mA、8mA、12mA、16mA和20mA的电流值；
步骤2，所述PLC主控系统控制其模拟量输出模块输出设定模拟量对应的电流值；
步骤3，所述高精度模拟量采集装置采集所述被测PLC模拟量输出模块的输出电流；该电流信号经过隔离电路和信号转换电路转成数字信号输出；
步骤4，所述工装测试软件接收步骤3中所述数字信号输出，根据回传数据与下载测试程序数据比较，得到测试分析结果。
5.所述模拟量输出模块测试过程和结果处理：
按照所述测试连接方式将设备连接好,从安装了所述工装测试软件的PC机上打开所述“工装测试软件”程序，选择“模拟量输出模块测试”项，其测试程序和测试数据为系统预置，点击“测试”对该模块进行检验；
所述测试项包括：
通过所述工装测试软件设置所述PLC主控系统的8路模拟量输出模块输出模拟量电流分别为4mA、8mA、12mA、20mA的码值，输出码值变量到所述PLC主控系统；所述PLC主控系统将码值输出到所述被测PLC模拟量输出模块；所述模拟量输出模块接收码值并输出对应的电流值；所述高精度模拟量采集装置启动接收信号，采集模拟量输入，并经过A/D转换，生成输出码值，将该码值上传到所述工装测试软件；所述工装测试软件根据其码值映射表计算出测试的电流值，并自动与设定电流值比较，通过多次自动测试，得到高精度的测试结果，误差在±0.1％内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试系统，用于对PLC模拟量输出模块进行自动化工装测试，该系统由高精度模拟量采集装置、工装测试软件、被测PLC模拟量输出模块和PLC主控系统组成；所述PLC主控系统的控制器模块通过TCP连接耦合模块，该耦合模块与模拟量模块通过导轨连接；所述高精度模拟量采集装置连接模拟量输出模块；所述工装测试软件安装在PC机上，通过TCP连接所述PLC主控系统的主控制器模块；所述工装测试软件通过TCP连接所述高精度模拟量采集装置。
2.一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，该测试方法过程步骤如下：
步骤1、所述工装测试软件根据被测对象下发相应的测试数据到所述PLC主控系统；
步骤2、所述PLC主控系统控制其被测模拟量输出模块输出设定的模拟量输出信号；
步骤3、所述高精度模拟量采集装置采集该模拟量输出模块的输出信号，并转换成数字信号后回传给所述工装测试软件；
步骤4、所述工装测试软件根据回传数据与步骤1中所述下发的测试数据进行比对，得到测试分析结果。
3.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，所述高精度模拟量采集装置包含：CPU、模拟量采集模块、Flash芯片、信号转换模块、信号处理电路、接入端子和输出模块；所述接入端子为多个，可接入多个电流输入，所述模拟量采集模块包含多个模拟量采集芯片，且与所述接入端子一一对应；所述CPU连接Flash芯片、信号转换模块、模拟量采集模块和输出模块；所述接入端子连接信号处理电路；所述信号处理电路与各个模拟量采集芯片连接。
4.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，所述工装测试软件包括：测试界面、通信处理模块和PLC模拟量输出模块测试逻辑，所述工装测试软件安装在PC机上，与所述PLC主控系统连接，可自动化实时操作PLC主控系统连接的模拟量输出模块，并与所述高精度模拟量采集装置配合，形成闭环测试，生成测试报告。
5.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，所述工装测试软件中的PLC模拟量输出模块的测试逻辑：设定需要测试的电流值，可设计4～20mA的电流值，并自动转化为所述PLC主控系统可接受的模拟量码值，通过工装测试通信协议发送给所述PLC主控系统；所述工装测试软件接收该高精度模拟量采集装置回采的模拟量输出值并经过码值转化，得到对应的模拟量数字，与设定测试电流值比对，误差在±1％以内。
6.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，所述被测PLC模拟量输出模块是用于PLC控制系统中模拟量输出模块，具有模拟量输出接口，可输出4～20mA电流。
7.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输出模块工装测试方法，其特征在于，所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输出模块、导轨以及其他可选择性使用的模块。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20190705 Address after: Room 622, Building A, China Electronic Information Security Industry Base, Changping District, Beijing, 102200 Applicant after: CEC INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: CHINA ELECTRONICS CORPORATION 6TH Research Institute Address before: No. 25 Tsinghua East Road, Haidian District, Beijing 100085 Applicant before: CHINA ELECTRONICS CORPORATION 6TH Research Institute |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170517 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |