CN106802363A - 一种高精度plc模拟量输入模块工装测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统，用于对PLC模拟量输入模块进行自动化工装测试,该系统由高精度模拟量生成装置、PLC自动化工装测试系统、被测PLC模拟量输入模块、及PLC主控系统组成。测试方法包括如下步骤：(1)在所述PLC自动化工装测试软件中选择模拟量输入测试，则系统自动下发测试命令到所述高精度模拟量输入生成装置；(2)所述高精度模拟量生成装置计算用户定义的下发数据，输出对应的电流值；(3)被测PLC模拟量输入模块采集到电流值，将其输入到PLC主控系统的主控制器中；(4)该控制器转换码值信息，并传输输入数据到所述工装测试系统；(5)该系统接收数字输入，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。
Description
技术领域
本发明涉及工装测试、PLC领域，尤其涉及一种用于PLC模拟量输入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等相关战略的提出，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、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接收模拟量控制信号，形成闭环控制，监视被控设备，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、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采集的需求，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产品中的模拟量输入模块的使用，一般是通过模拟量输入接口来连接外部执行器。在工控现场使用中，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模拟量输入模块流入市场，需要在出厂前对模拟量输入模块进行高精度、自动化的工装测试。基于此，设计一种用于模拟量输入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模拟量输入模块工装测试方法及系统，是对PLC模拟量输入模块进行功能上的精度测试的自动化测试系统。
为实现上述目的，本发明实施如下技术方案：
一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试系统，包括：高精度模拟量输入自动测试装置、PLC自动化工装测试系统、待测试PLC模拟量输入模块及PLC主控系统；
所述高精度模拟量输入自动测试装置包含：CPU、COM接口、网络接口、信号转换模块、Flash芯片、模拟量输出模块、输出端子组；所述模拟量输出模块包含：信号滤波电路、信号编解码电路、模块主控电路、信号电源隔离电路、4-20mA输出电路。所述输出端子组有16个输出端子；所述信号转换模块用于将数字信号转为模拟信号；所述输出端子可输出4～20mA电流，所述信号转换模块结束数字信号输入并根据CPU计算得到高精度的输出电流值；所述Flash芯片用来存储固件程序。
所述PLC自动化工装测试系统：可跨平台的工装自动化测试软件，与PLC控制器连接，可自动化实时监控所述PLC主控系统的控制器所连接的所述待测试PLC模拟量输入模块，并与所述高精度模拟量输入自动测试装置配合，形成闭环测试，生成测试报告。
所述可跨平台的工装自动化测试软件包括：测试界面、通信处理模块以及模拟量输入模块的测试逻辑模块；
所述模拟量输入模块的测试逻辑：设定需要测试输入的电流值；将电流值转换为对应的码值；下发该码值到所述高精度模拟量输入自动测试装置；该高精度模拟量输入自动测试装置接收该模拟量码值，并将该码值装换为对应的电流信息；软件接收所述PLC主控系统模拟量输入模块采集的码值；解析回采的模拟量输出值，与设定测试电流值比对，误差在±1％以内。
所述待测试的模拟量输入模块是用于PLC控制系统中模拟量输入模块，具有模拟量输入接口，可输入4～20mA电流。
所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输入模块、导轨以及其他可选择性使用的模块。
所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统的连接方式：所述PLC主控制器模块通过TCP连接该PLC的耦合模块，该耦合模块与所述模拟量输入模块通过导轨连接；所述高精度模拟量输入自动测试装置连接模拟量输入模块；所述可跨平台的工装自动化测试软件安装在PC机上，通过TCP连接所述PLC主控制器模块；所述可跨平台的工装自动化测试软件通过TCP连接所述高精度模拟量输入自动测试装置。
所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法：
步骤1、在所述PLC自动化工装测试系统中选择模拟量输入测试，系统会自动下发测试命令到所述高精度模拟量生成装置；
步骤2、所述高精度模拟量生成装置计算用户定义的下发数据，通过设定该装置内部的模拟量输出模块输出对应的电流值；
步骤3、所述被测PLC模拟量输入模块采集电流值，并通过总线系统输入到所述PLC主控制器中；
步骤4、该PLC主控制器转换码值信息，并传输输入数据到所述PLC自动化工装测试系统；
步骤5、该系统接收数字输入，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。
一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统发明的优点和积极效果是：
所述高精度PLC模拟量输入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；
所述高精度PLC模拟量输入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；
所述高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统可同时测试16个模拟量输出模块，大大提高测试效率。
附图说明
图1是本发明所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统的高精度模拟量生成装置结构图；
图2是本发明所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统的PLC模拟量输入模块测试连接图；
图3是本发明所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统的高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统工作流程图；
图4是本发明所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法及系统的工装测试软件模拟量输入模块测试逻辑处理流程图。
具体实施方式
1.所述高精度模拟量输入自动测试装置结构说明：
所述高精度模拟量生成装置结构图如图1所示，包含：
CPU、COM接口、网络接口、信号转换模块、Flash芯片、模拟量输出模块、输出端子组；所述模拟量输出模块包含：信号滤波电路、信号编解码电路、模块主控电路、信号电源隔离电路、4～20mA输出电路。所述输出端子组有16个输出端子；所述信号转换模块用于将数字信号转为模拟信号；所述输出端子可输出4～20mA电流，所述信号转换模块结束数字信号输入并根据CPU计算得到高精度的输出电流值；所述Flash芯片用来存储固件程序。
所述CPU模块连接所述信号转换模块；所述网络接口和COM接口连接CPU模块；所述Flash芯片连接CPU模块；所述模拟量输出模块连接CPU模块；所述输出端子组连接模拟量输出模块。
所述模拟量输出模块中电路连接：所述信号滤波电路连接信号编解码电路；所述信号编解码电路与主控电路连接；所述信号电源隔离电路连接信号滤波电路和信号转换模块；所述数字4～20mA输出电路连接信号转换模块；所述模拟量输出模块连接输出端子组。
所述输出端子组为16个输出端子，可另加外接输出端子；所述输出端子可以输出4～20mA电流值。
2.PLC模拟量输入模块测试连接说明：
所述高精度模拟量输入自动测试装置用于检测PLC模拟量输入模块时，令所述可跨平台的工装自动化测试软件发送测试数据到所述高精度模拟量输入自动测试装置，该装置生成模拟量输出作为所述被测PLC模拟量输入模块的输入电流，该PLC模拟量输入模块采集到输入电流后上传到该PLC主控制器，所述PLC主控制器将数据进行码值转换，使其成为一个Dword类型数据并回传到所述PLC自动化工装测试系统，系统与之前设置的数据进行比较，记录测试结果。
测试环境的设备及连接如图2所示，说明如下：
(1)测试对象：PLC模拟量输入模块；
所述待测试的PLC模拟量输入模块是用于PLC控制系统中模拟量输入模块，具有模拟量输入接口，可输入4～20mA电流；
(2)测试所使用设备：所述高精度模拟量输入自动测试模块、PC机、PLC自动化工装测试系统；
所述PLC自动化工装测试系统：所述可跨平台的工装自动化测试软件，与所述PLC主控系统的主控制器连接，可自动化实时监控所述PLC控制器所连接的模拟量输入模块，并与所述高精度模拟量输入自动测试装置配合，形成闭环测试，生成测试报告。
所述可跨平台的工装自动化测试软件包括：测试界面、通信处理模块和测试逻辑模块；
所述模拟量输入模块的测试逻辑：设定需要测试输入的电流值；将电流值转换为对应的码值；下发该码值到所述高精度模拟量输入自动测试装置；该装置将接受模拟量码值，并将该码值转换为对应的电流信息；所述工装自动化测试软件接收所述PLC主控系统收到的模拟量输入模块采集的码值；解析回采的模拟量输出值，与设定测试电流值比对，误差在±％1以内。
所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输入模块、导轨以及其他可选择性使用的模块。
(3)所述一种高精度PLC模拟量输入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TCP连接该PLC系统的耦合模块；
所述耦合模块与所述待测试PLC模拟量输入模块通过导轨连接；
所述高精度模拟量输入自动测试装置的输出端子连接模拟量输入模块的输入接口；
所述可跨平台的工装自动化测试软件安装在PC机上，通过TCP连接所述PLC主控制器模块；
所述可跨平台的工装自动化测试软件通过TCP连接所述高精度模拟量输入自动测试装置。
3.所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法：
测试流程如图3所示，说明如下：
步骤1、在所述可跨平台的工装自动化测试软件中选择模拟量输出测试，则该系统自动下发测试命令到所述高精度模拟量输入自动测试装置；
步骤2、所述高精度模拟量输入自动测试装置计算用户定义的下发数据，通过设定模拟量输出模块输出对应的电流值；
步骤3、所述被测PLC模拟量输入模块采集电流值，并通过总线系统输入到该PLC主控制器中；
步骤4、该PLC主控制器转换码值信息，并传输输入数据到所述可跨平台的工装自动化测试软件；
步骤5、所述PLC自动化工装测试系统接收数字输入，通过比较回传数据与下载测试程序数据，得到测试分析结果。
4.所述模拟量输入模块测试逻辑处理流程：
模拟量输入模块测试逻辑处理流程如图4所示，说明如下：
a)按照所述PLC模拟量输入模块测试连接方式将设备连接好,从安装了所述PLC自动化工装测试系统的PC机上打开“可跨平台的工装自动化测试软件”程序，选择“模拟量输入模块测试”项，测试程序和测试数据为系统预置，所述工装测试系统的处理逻辑如下：
b)连接指定IP和端口的所述高精度模拟量输出自动化测试装置；
c)连接指定IP和端口的所述PLC主控系统；
d)确定两个连接都成功后，进入测试阶段；
e)根据用户选定的模拟量输入端子数量，生成测试阶段输出电流值对应的码值；
f)下发设定数据到所述高精度模拟量输出自动化测试装置；
g)设定测试标志；
h)启动接收PLC主控数据线程；
i)接收PLC主控系统采集的模拟量输入数据；
j)解析输入数据根据对应码值计算输入电流值；
k)测试结果计算；
l)精确率计算。
5.模拟量输入模块测试过程和结果处理：
按照所述PLC模拟量输入模块测试连接方式将设备连接好,从安装了所述PLC自动化工装测试系统的PC机上打开“可跨平台的工装自动化测试软件”程序，选择“模拟量输入模块测试”项，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。
测试项包括：
通过所述可跨平台的工装自动化测试软件设置两组AI输出模拟量电流分别为4mA、8mA、12mA、20mA的数字量值，输出数据信号到控制所述待测PLC模拟量输入模块的4路通道，对外输出4mA、8mA、12mA、20mA模拟量信号；所述高精度模拟量输出自动检测装置启动接收信号；并生成要测试的电流信号，将该信号输出到每个对应的输出端子，所述模拟量输入模块接收该电流信号，并得出码值，上传到控制器，所述PLC主控制器采集模拟量输入的码值变量上传到所述可跨平台的工装自动化测试软件，该软件自动判断是否符合要求，通过多次自动测试，得到高精度测试结果，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模拟量输入模块工装测试系统，用于对PLC模拟量输入模块进行自动化工装测试，该系统由高精度模拟量生成装置、PLC自动化工装测试系统、被测PLC模拟量输入模块和PLC主控系统组成；所述PLC主控系统的主控制器模块通过TCP连接所述PLC主控系统的耦合模块，该耦合模块与所述被测PLC模拟量输入模块通过导轨连接；所述高精度模拟量生成装置连接所述被测PLC模拟量输入模块；所述PLC自动化工装测试系统安装在PC机上，通过TCP连接所述PLC主控系统的主控制器模块；所述PLC自动化工装测试系统通过TCP连接所述高精度模拟量生成装置。
2.一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法，其特征在于，该测试方法过程步骤如下：
步骤1、在所述PLC自动化工装测试系统中选择模拟量输入测试，系统会自动下发测试命令到所述高精度模拟量生成装置；
步骤2、所述高精度模拟量生成装置计算用户定义的下发数据，通过设定该装置内部的模拟量输出模块输出对应的电流值；
步骤3、所述被测PLC模拟量输入模块采集电流值，并通过总线系统输入到所述PLC主控制器中；
步骤4、该PLC主控制器转换码值信息，并传输输入数据到所述PLC自动化工装测试系统；
步骤5、该系统接收数字输入，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。
3.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法，其特征在于，所述高精度模拟量生成装置包括：CPU、COM接口、网络接口、信号转换模块、Flash芯片、模拟量输出模块、输出端子组；所述被测PLC模拟量输出模块包含：信号滤波电路、信号编解码电路、模块主控电路、信号电源隔离电路、4～20mA输出电路所述输出端子组有16个输出端子；所述信号转换模块用于将数字信号转为模拟信号；所述输出端子可输出4～20mA电流，所述信号转换模块结束数字信号输入并根据CPU计算得到高精度的输出电流值；所述Flash芯片用来存储固件程序。
4.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法，其特征在于，所述PLC自动化工装测试系统包括：测试界面、通信处理模块和模拟量输入测试逻辑模块；所述PLC自动化工装测试系统安装在PC机上，通过TCP与所述PLC主控系统的主控制器连接，可自动化实时监控该主控制器所连接的模拟量输入模块，并与所述高精度模拟量生成装置配合，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模拟量输入模块工装测试方法，所述PLC自动化工装测试系统的模拟量输入测试逻辑包括如下过程：(1)设定需要测试输入的电流值；(2)将该电流值转换为对应的码值；(3)下发该码值到所述高精度模拟量生成装置；(4)该高精度模拟量生成装置接收所述模拟量码值，并将该码值转换为对应的电流信息；(5)所述工装测试系统接收所述PLC主控系统收到的模拟量输入模块采集的码值；(6)解析该回采的模拟量输出值，与所述设定的测试电流值比对，误差在±1％以内。
6.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法，所述被测PLC模拟量输入模块是所述PLC主控系统中的模拟量输入模块，具有模拟量输入接口，可输入4～20mA电流。
7.根据权利要求2所述一种高精度PLC模拟量输入模块工装测试方法，所述PLC主控系统包括：PLC主控制器模块、耦合模块、模拟量输入模块和导轨以及其他可选择性使用的模块。
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