目錄TOC\o"1-3"\h\u23698摘要 第1章緒論1.1本課題的目的及意義從90年代開(kāi)始，我國(guó)就開(kāi)始進(jìn)行了環(huán)境可靠性測(cè)試，其主要目標(biāo)是檢驗(yàn)在模擬的溫度、低溫、雨水、光照等情況下，是否能夠正常工作，是檢驗(yàn)產(chǎn)品在使用過(guò)程中的能力。[1]由于雨環(huán)境會(huì)對(duì)其工作特性產(chǎn)生一定的影響，因此，該產(chǎn)品需要在室外的雨水條件下進(jìn)行測(cè)試。所以，在研制和制造材料、武器和設(shè)備時(shí)，必須在雨水中進(jìn)行測(cè)試，以提高或驗(yàn)證其在雨水條件下的適應(yīng)能力。雨污箱是一種野外露天環(huán)境下進(jìn)行人工降雨實(shí)驗(yàn)，旨在檢驗(yàn)其在儲(chǔ)存、野外作業(yè)和不同暴雨天氣下的運(yùn)輸、外殼、橡膠密封等環(huán)境下對(duì)其防水性能的影響。與野外模擬降雨環(huán)境下的測(cè)試方法相比較，該方法具有成本低、周期短、環(huán)境條件可控、環(huán)境因子可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，可提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用可編程序控制器，通過(guò)軟、硬件的有機(jī)組合，達(dá)到了《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法》中GJB150.8A—2009的規(guī)定；《裝備環(huán)境工程通用要求》GB4208-2008《外殼防護(hù)等級(jí)》；《燈具一般安全要求與試驗(yàn)》，《家用和類似用途電器的安全通用要求》；根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10485-2007《防水試驗(yàn)》的要求，采用歐姆龍和西門(mén)子PLC和觸摸屏等先進(jìn)的控制手段，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)箱的水壓、實(shí)驗(yàn)速度和擺管的擺動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了降雨試驗(yàn)箱電氣電氣控制的開(kāi)發(fā)。對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行全面分析比較，為本項(xiàng)目提出切實(shí)可行的對(duì)策；了解項(xiàng)目的工作和參數(shù)需求，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性分析，結(jié)合項(xiàng)目的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要素對(duì)項(xiàng)目的限制和影響，制定項(xiàng)目的最佳方案。在以往，雨水環(huán)境下，只有特定的力度和特定的地點(diǎn)切換，操作方式非常簡(jiǎn)單，而且沒(méi)有監(jiān)測(cè)設(shè)備。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不能對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，因此需要更多的人來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)閉，這樣既浪費(fèi)了大量的時(shí)間，也浪費(fèi)了大量的人力和物力。此外，各泵機(jī)組都是一套水壓力，不具備頻率轉(zhuǎn)換的能力，導(dǎo)致元件的浪費(fèi)。為使淋雨試驗(yàn)順利進(jìn)行，同時(shí)又節(jié)省了大量的人工和財(cái)力，需要搭建一套自動(dòng)化的降雨試驗(yàn)裝置，并采用自動(dòng)化的方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以確保其穩(wěn)定運(yùn)行。1.2淋雨試驗(yàn)箱系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1960年代美國(guó)對(duì)其進(jìn)行了包括機(jī)械、氣象、環(huán)境在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域的環(huán)境可靠度實(shí)驗(yàn)，而作為實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)的美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)810型也相繼研制出了一批高精度的環(huán)境檢測(cè)儀器。早期的許多環(huán)境測(cè)試，因?yàn)榭萍紬l件落后，儀器結(jié)構(gòu)單一，結(jié)構(gòu)單一。十年之后，法國(guó)航空準(zhǔn)則，美國(guó)軍事準(zhǔn)則以及英國(guó)軍事準(zhǔn)則都對(duì)人工降雨序列做出了詳細(xì)的規(guī)范。[6]之后的數(shù)十年里，由于技術(shù)的進(jìn)步，雨水環(huán)境裝置在裝置的構(gòu)造和功能上都變得越來(lái)越完善，它還能夠達(dá)到與現(xiàn)實(shí)世界相同的仿真環(huán)境，在圖1.1中顯示了該裝置的淋雨測(cè)試盒。圖1.1淋雨試驗(yàn)箱圖1.2淋雨試驗(yàn)箱可靠性測(cè)試是硬件監(jiān)控中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，而淋雨試驗(yàn)則是監(jiān)控整個(gè)設(shè)備的防水性能以及在降雨環(huán)境下工作的一種關(guān)鍵設(shè)備，它在國(guó)內(nèi)外均有較大的發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)外的淋雨系統(tǒng)主要采用的是電氣設(shè)計(jì)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助控制技術(shù)、電腦檢測(cè)技術(shù)以及可程序化技術(shù)。雨水測(cè)試系統(tǒng)以PLC為核心，對(duì)有關(guān)線路進(jìn)行控制，其詳細(xì)的功能體系可劃分為過(guò)濾系統(tǒng)。灑水裝置、回轉(zhuǎn)裝置、定時(shí)裝置等，詳細(xì)的實(shí)體圖形見(jiàn)上面1.2。淋雨試驗(yàn)的控制系統(tǒng)以PLC為核心，采用西門(mén)子公司生產(chǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)。三菱、通用等，并且各種匯編語(yǔ)言及匯編程序略有差別，常用的匯編程序有西門(mén)子、三菱、歐姆龍等，包含梯形圖、結(jié)構(gòu)化控件、聲明列表等。因?yàn)榇蟛糠諴LC制造商分布在歐美日，所以不管是什么國(guó)家的PLC，不管是不是已經(jīng)比較成熟的PLC，我們都能從各個(gè)不同的工廠中找到PLC的身影。測(cè)試的過(guò)程中，根本不需要測(cè)試者去控制，整個(gè)過(guò)程都是自動(dòng)控制的。但在國(guó)內(nèi)，淋水實(shí)驗(yàn)起步較晚，80年代前后，僅限于室內(nèi)進(jìn)行。并制訂了若干與以上國(guó)內(nèi)外規(guī)范相當(dāng)?shù)牧苡炅繙y(cè)試規(guī)范。國(guó)內(nèi)在90年代左右才開(kāi)展了環(huán)境可靠度試驗(yàn)。所以，不管是在理論研究方面，還是設(shè)備制造方面，我們都與國(guó)際水平有著很大的差距。在國(guó)內(nèi)，淋雨系統(tǒng)的發(fā)展比較晚，發(fā)展也比較緩慢，最初，國(guó)內(nèi)的淋雨系統(tǒng)裝置直接在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了研究，沒(méi)有被用于實(shí)際的生活，也沒(méi)有達(dá)到國(guó)際上的淋雨標(biāo)準(zhǔn)。但是，隨著時(shí)間的推移，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到，雨水和雨水對(duì)產(chǎn)品的影響是不容忽視的，直到九十年代，隨著中國(guó)的出口規(guī)模越來(lái)越大，成為了“世界工廠”，監(jiān)控技術(shù)也越來(lái)越多地與國(guó)際接軌。之后，當(dāng)可靠性監(jiān)控在產(chǎn)品的品質(zhì)中所占的比重越來(lái)越大，雨水測(cè)試測(cè)試盒也要適應(yīng)各種不同的要求，而且許多裝備都是和軍事相關(guān)的，因此對(duì)測(cè)試盒的準(zhǔn)確性也有了更高的要求。這就是汽車被雨水淋濕的原因。在對(duì)雨水測(cè)試測(cè)試盒進(jìn)行改造時(shí)，我們吸取了國(guó)外開(kāi)發(fā)方式和匯編架構(gòu)，采取了軟硬件融合的方式，盡管其主要組件仍然是PLC，但它將降水測(cè)試分成了幾個(gè)子組件，分別是降水噴灑裝置、蓄水裝置、紅外裝置以及文凱所設(shè)計(jì)的溫控裝置。屆時(shí)，國(guó)內(nèi)在雨水測(cè)試測(cè)試盒體系的穩(wěn)定度和建立其品牌方面仍需改進(jìn)。如今，雨水測(cè)試測(cè)試盒的研制已經(jīng)脫離了汽車、航空、軍事等領(lǐng)域，盡管未來(lái)雨水測(cè)試測(cè)試系統(tǒng)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)大幅度的提升，但隨著科技水平的提高，人們對(duì)雨水測(cè)試測(cè)試盒的需求也越來(lái)越高，推動(dòng)了雨水測(cè)試測(cè)試盒的發(fā)展。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)的目標(biāo)本項(xiàng)目提出利用可編程程序控制器（PLC）及觸屏技術(shù)，通過(guò)改變水壓、試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速、擺管擺幅等參數(shù)，對(duì)裝置進(jìn)行控制。因此，根據(jù)目前的情況，決定采用觸摸屏，微機(jī)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控，PLC集成控制的方案。把系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)輸入PLC，用仿真軟件來(lái)調(diào)整實(shí)驗(yàn)艙的工作狀態(tài)。第2章控制系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路淋雨檢測(cè)測(cè)試系統(tǒng)的各種功能都是由PLC編寫(xiě)的命令來(lái)執(zhí)行的，它是先向芯片發(fā)送一個(gè)探測(cè)信號(hào)，然后由芯片對(duì)其進(jìn)行解析，然后根據(jù)特定的命令進(jìn)行淋雨測(cè)試，多個(gè)模塊互相配合，形成一個(gè)完善的降雨測(cè)試體系。將控制系統(tǒng)分成了三種類型：人工、自動(dòng)、應(yīng)急剎車等，其中手工和自動(dòng)的控制方式?jīng)]有涉及到。其中，人工方式的作用在于對(duì)再淋雨試驗(yàn)檢測(cè)盒進(jìn)行檢測(cè)、維修和升級(jí)，其中，自動(dòng)工作方式是常規(guī)工作方式，應(yīng)急制動(dòng)是在遇到突發(fā)事件后，對(duì)被測(cè)物品進(jìn)行保護(hù)。2.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.2.1噴淋系統(tǒng)噴灑水系統(tǒng)由水泵，控制閥，管道等組成，現(xiàn)列舉兩種噴灑方式。第一種方案：采用一臺(tái)電磁閥來(lái)控制泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，然后根據(jù)不同的氣壓來(lái)調(diào)節(jié)水的壓力。優(yōu)勢(shì)：電磁閥價(jià)格低廉，節(jié)能，反應(yīng)速度快，體積小，占地少，輕巧美觀，使用起來(lái)比較容易。不足：因?yàn)槎鄠€(gè)執(zhí)行器，使得其自身性能極易被水中顆粒狀物質(zhì)堵塞，清洗難度大，造成操作失敗，造成水箱內(nèi)的水外溢，造成不必要的損失，對(duì)水泵等其他設(shè)施造成損壞。方案二：僅用一臺(tái)電磁閥來(lái)操縱開(kāi)閉，然后用變頻器來(lái)控制泵的壓力。優(yōu)點(diǎn)：消除了機(jī)械過(guò)多的問(wèn)題，并且變頻器更加的具有靈活性，具有很高的自動(dòng)化水平，能夠應(yīng)對(duì)較大的流動(dòng)變化，能夠采用過(guò)電流，過(guò)電壓，瞬間斷電，短路，欠壓等多種操作，并且原工頻回路與變頻回路之間的互鎖，從而減少了維修的難度，減少了維修費(fèi)用，提高了水泵的運(yùn)行周期。不足：因?yàn)槠鋵?duì)工作環(huán)境要求相對(duì)嚴(yán)格，所以價(jià)格相對(duì)較高，對(duì)其技術(shù)要求也較高，同時(shí)其保密性也很強(qiáng)，所以一般情況下，只有發(fā)生了一些內(nèi)部問(wèn)題，才會(huì)找廠家進(jìn)行維修。在比較了前者與后者的優(yōu)缺點(diǎn)之后，從穩(wěn)定與實(shí)用兩方面考慮，最終決定采用后者。2.2.2循環(huán)水過(guò)濾系統(tǒng)根據(jù)國(guó)家有關(guān)部門(mén)的要求，對(duì)噴灑用水進(jìn)行回收利用，達(dá)到節(jié)水、節(jié)省費(fèi)用的目的。下面將介紹循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。方案一：將噴灑后的水槽分成二至三個(gè)互相連接且?guī)в羞^(guò)濾裝置的水池（回水槽、回水池、吸水池），完成回水，過(guò)濾，沉淀，吸收等作用。用泵將噴灑水從吸水池中抽出來(lái)，通過(guò)過(guò)濾器的入口管線從噴頭中噴射出來(lái)，再經(jīng)過(guò)回水塘的沉降過(guò)濾后，再回到吸水池中繼續(xù)進(jìn)行下一次的循環(huán)。優(yōu)勢(shì)：成本低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、清潔和維修更容易不足之處：貯水池的容積除了要能滿足灑水的需要，還要能讓水有充足的沉降時(shí)間。由于實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加，污染物的數(shù)量不斷增加，使得過(guò)濾器的除污效率降低，并且格柵容易被阻塞。結(jié)果表明，該方法的回收效果較差。第二種方法：采用第一種方法，在貯水池的內(nèi)壁安裝一個(gè)能指示水位高低的電子浮標(biāo)。當(dāng)罐內(nèi)液位降至標(biāo)準(zhǔn)值以下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出警報(bào)，待達(dá)到規(guī)定水平后，測(cè)試方可繼續(xù)。在噴水之前，對(duì)水泵進(jìn)行了一次過(guò)濾，以確保噴頭不會(huì)發(fā)生阻塞。而且在用后，也配有排水口，經(jīng)處理后送回儲(chǔ)水罐。當(dāng)試驗(yàn)在這一點(diǎn)上進(jìn)行時(shí)，在濾清器的污染面與潔凈面間的壓力差就會(huì)增加。當(dāng)壓力差值到達(dá)設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)反沖洗。當(dāng)過(guò)濾器被反沖時(shí)，過(guò)濾器不會(huì)中斷，從而達(dá)到了持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。優(yōu)勢(shì)：高效的回收，更加的智能化，一般狀況下，過(guò)濾器不用經(jīng)常維修，不用更換。該系統(tǒng)具有節(jié)能可靠，通用性強(qiáng)，使用方便等特點(diǎn)。不足之處：構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)用高，一旦發(fā)生故障，需有專門(mén)的機(jī)械維護(hù)。將兩種不同的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較，綜合成本、穩(wěn)定性和實(shí)用性，最終選擇了后者。2.2.3試驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)本試驗(yàn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是使試驗(yàn)平臺(tái)360°旋轉(zhuǎn)，保證被測(cè)量對(duì)象的每一個(gè)面都能承受雨淋試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案一：實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一個(gè)圓形平臺(tái)，平臺(tái)位于實(shí)驗(yàn)容器中央，平臺(tái)被豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)，并被固定于平臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)位于平臺(tái)中央。轉(zhuǎn)盤(pán)采用電動(dòng)蝸輪驅(qū)動(dòng)，可完成360°的回轉(zhuǎn)。通過(guò)繼電器重新控制電動(dòng)機(jī)的正反向運(yùn)行優(yōu)勢(shì)：接近于無(wú)功率消耗、價(jià)格低廉、發(fā)熱少、可有效地保護(hù)導(dǎo)線。不足：連線多而復(fù)雜，系統(tǒng)組成后更難更改或添加更多的功能，因此，靈活度低。在斷路過(guò)程中，由于存在著電流的脈動(dòng)和機(jī)械的磨擦，所以，觸點(diǎn)的工作周期很短，所以它的可靠性和維護(hù)能力都很低。方案二：采用PLC對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正向和反向的控制，并利用變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)速優(yōu)勢(shì)：可編程控制器具有多種功能，例如可編程控制器內(nèi)部帶有計(jì)時(shí)器，便于對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行速度的控制。采用PLC對(duì)其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了人工與自動(dòng)化兩種模式?？蓪?duì)電源狀況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，在突發(fā)停電情況下，可自動(dòng)啟動(dòng)并恢復(fù)正常電力供應(yīng)。該系統(tǒng)具有安全、可靠、通用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，能夠滿足海量邏輯運(yùn)算的要求。不足：因?yàn)槠涑杀鞠鄬?duì)較高，對(duì)工作環(huán)境的要求也較為嚴(yán)格，同時(shí)又具有高度的技術(shù)性和保密性，所以一般情況下，除非是發(fā)生了什么內(nèi)部問(wèn)題，否則不會(huì)向廠家尋求技術(shù)支持。通過(guò)比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，從操作性、穩(wěn)定性、實(shí)用性等方面考慮，最終選擇了后者。2.2.4控制擺管電機(jī)的選擇按照實(shí)驗(yàn)的需要，擺管的擺幅角一般為0。350。因此，對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角都有一些要求。第一種：由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的擺管式優(yōu)點(diǎn)：該伺服馬達(dá)是一個(gè)半閉環(huán)的系統(tǒng)，伺服馬達(dá)的碼盤(pán)位置全靠伺服控制器自行計(jì)算，若設(shè)定的位置偏離其自身的定位，則會(huì)發(fā)出警報(bào)，使馬達(dá)停轉(zhuǎn)，永遠(yuǎn)都不會(huì)出錯(cuò)。該方案采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，僅為轉(zhuǎn)速回路供給所需要的電流，可有效防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，減少了從控制器及外接的硬件，使工作更加順暢。缺陷：昂貴的價(jià)錢，不可置于或用于水或油浸的環(huán)境。第二種方法：采用電機(jī)、減速器、偏心機(jī)構(gòu)和齒輪齒條等機(jī)構(gòu)來(lái)完成，利用偏心機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)傾角。本機(jī)具有傳輸精度高、易于查找缺陷、維護(hù)方便等特點(diǎn)缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)比較多，穩(wěn)定性不好，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)也比較高。將第一個(gè)方案和第二個(gè)方案進(jìn)行了對(duì)比，從成本，操作性，穩(wěn)定性，實(shí)用性等多個(gè)角度來(lái)看，在第一個(gè)方案中，可以輕易地將伺服電機(jī)進(jìn)行絕緣，防止水流侵入，因此最后選擇了第一個(gè)方案。從上述設(shè)計(jì)中，我們可以確定下一步的淋雨測(cè)試系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。圖2.1淋雨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架第3章系統(tǒng)相關(guān)元器件的選型第二章對(duì)雨水測(cè)試盒的設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較詳盡的闡述，并對(duì)其核心部分PLC的組成、功能、輸入地址及輸出地址的配置以及各種元件的選用進(jìn)行了闡述。3.1PLC的選擇PLC的硬件部分分為兩大部分：一是輸入，二是輸出?？删幊炭刂破鞯膽?yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其性能與技術(shù)水平也在不斷提升，對(duì)工業(yè)控制的每一個(gè)環(huán)節(jié)都帶來(lái)越來(lái)越多的效益。由于可編程控制器種類繁多，配置方法多樣，價(jià)格和程序也不盡相同，所以在組裝PLC的過(guò)程中，需要進(jìn)行比較，才能做出合理的選型。3.1.1PLC的選型由于對(duì)淋水系統(tǒng)有很高的需求，所以在選用PLC時(shí)，選用了西門(mén)子，歐姆龍等國(guó)外名牌產(chǎn)品，并對(duì)該噴淋測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了性能分析。[16]西門(mén)子S7-1200型PLC采用模塊化的結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的加工能力，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的自動(dòng)化工作為目標(biāo)，它具有模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊和功能齊全的優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)各種自動(dòng)化的需要。S7-1200可編程邏輯控制器可以適應(yīng)中、小型自動(dòng)控制的需要，且成本較低，是本文選擇的控制器較好的選擇。3.1.2CPU的選擇I/O點(diǎn)評(píng)估應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常以統(tǒng)計(jì)的輸入/輸出點(diǎn)為基礎(chǔ)，外加10%-20%的可擴(kuò)展余量作為估算的基準(zhǔn)。首先對(duì)該設(shè)計(jì)中的I/O點(diǎn)進(jìn)行了估計(jì)，其中包含了測(cè)試盒的起動(dòng)與終止按鍵、水泵變頻器故障、試驗(yàn)臺(tái)的變頻器故障、擺管伺服馬達(dá)的故障、擺管伺服馬達(dá)的準(zhǔn)備、試驗(yàn)臺(tái)速度傳感器7個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，其中有一個(gè)是高度傳感器和一個(gè)液壓壓力傳感器，另外還有兩個(gè)模擬輸入點(diǎn)，總共有7個(gè)輸入點(diǎn)。其中，擺管伺服電機(jī)的脈沖、方向、使能、重置、聲光報(bào)警、水泵起動(dòng)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)前、后9個(gè)數(shù)碼輸入口，其中模擬量輸出口有水泵速度控制及實(shí)驗(yàn)臺(tái)速度控制兩個(gè)，總共有11個(gè)輸出位置。結(jié)合前面提到的對(duì)輸入、輸出點(diǎn)的需求，最后選定了西門(mén)子的S7-1200PLC:CPU1214DC/DC/DC；并配有西門(mén)子的模數(shù)轉(zhuǎn)換器：SM12334A4X13/AQ2x14.表3.1西門(mén)子S7-1200系列PLCCPU型號(hào)3.2泵的選擇這一次的設(shè)計(jì)是以淋雨實(shí)驗(yàn)槽的控制為背景，在這種情況下，所要求的泵的水頭和氣壓一般都不會(huì)很高，從工作書(shū)上的需求出發(fā)，結(jié)合總的揚(yáng)程區(qū)間，最后選用了廣東凌霄公司生產(chǎn)的CMF4-40系列的系列產(chǎn)品，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本發(fā)明具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸小巧、質(zhì)量輕、成本低的特點(diǎn)；容易在工地上制造，便于安裝、維修；無(wú)需拆卸部件，便于打開(kāi)，所有的吸口都漂浮在水面上，斷電時(shí)沒(méi)有危險(xiǎn)。圖3.1廣東凌霄不銹鋼變頻水泵采用自行設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以對(duì)升壓水泵進(jìn)行變頻無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，詳細(xì)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表3.2。表3.2CMF4-40變頻水泵的參數(shù)型號(hào)輸出功率KW額定揚(yáng)程m額定流量m3/h額定電流ACMF4-400.753041.83.3電機(jī)的選擇在前一章中，在本論文中，正、反向電動(dòng)機(jī)是用來(lái)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的，而伺服電動(dòng)機(jī)則是用來(lái)控制擺管的，接著要選擇這兩種電動(dòng)機(jī)。3.3.1伺服電機(jī) 由于要達(dá)到改變擺管的角度，這一方案選用了一種伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，因?yàn)樗欧姍C(jī)不能與供電相連，因此必須使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們對(duì)擺管角的要求是0-350°。選用信捷電子MS系列電動(dòng)機(jī)，其機(jī)型為MS-40-STE-M05020S-4OP2，既實(shí)用又節(jié)約。表格3.3給出了特定的參數(shù)。表3.3MS-40-STE-M05020S-4OP2伺服電機(jī)參數(shù)額定轉(zhuǎn)矩N.m額定轉(zhuǎn)速rpm功率KW5.020000.2選用DS2-2OP2-AS型，輸出功率0.2KW。3.3.2正反轉(zhuǎn)電機(jī)和變頻器由于該電動(dòng)機(jī)是一個(gè)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，既要完成速度調(diào)節(jié)，又要進(jìn)行正向、反向操作，因此必須對(duì)電動(dòng)機(jī)及變頻裝置進(jìn)行選型。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的速度在1~20r/分之間，根據(jù)實(shí)際情況，選用深圳臺(tái)昌電氣股份有限公司生產(chǎn)的120W、5IK60GN-CF型5IK60GN-CF電動(dòng)機(jī)。根據(jù)所述的速度/扭矩參數(shù)，在表格3.4中給出，最后選取了60級(jí)的電動(dòng)機(jī)。表3.4減速比對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速/力矩根據(jù)上述所選用的電動(dòng)機(jī)，考慮到經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性，選用了一臺(tái)具有0.75kw的正向控制電器型ZK880，見(jiàn)圖3.2。它不但具有電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)功能，而且具有過(guò)電流保護(hù)，過(guò)電壓保護(hù)，欠電流保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，失速保護(hù)等功能。圖3.2ZK880變頻器3.4傳感器的選擇3.4.1壓力傳感器根據(jù)試驗(yàn)所需的水壓，并在100KPa之內(nèi)，根據(jù)產(chǎn)品的性價(jià)比，選用了北京星儀傳感科技公司CYYZ11-H-08-AI-14-B-G2系列的新型氣壓傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝；具有較強(qiáng)的抗干擾能力和防雷擊能力；高精度，高穩(wěn)定性，快速響應(yīng)。圖3.3星儀CYYZ11型壓力傳感器3.4.2水箱水位傳感器淋雨水測(cè)試盒中的水位傳感器需要具備尺寸小巧、構(gòu)造完備、準(zhǔn)確、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且在測(cè)試中不容易受到污染的干擾。此外，在水位降到臨界液面以下時(shí)，由于水蒸氣、油、液顆粒等原因，也會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的降低，進(jìn)而降低測(cè)量的準(zhǔn)確性，進(jìn)而對(duì)傳感器的工作造成不利的影響。經(jīng)過(guò)性價(jià)比的比較，最終選定了進(jìn)料式液位探測(cè)器。本文介紹了一種新型液體液位檢測(cè)系統(tǒng)，它通過(guò)測(cè)量液體的靜壓與被測(cè)量液體的體積成正比的原理，將液體的靜壓轉(zhuǎn)化為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。這種設(shè)備的自動(dòng)化控制設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝容易，主要是能夠在各種苛刻的條件下都能工作，而且它的成本合理，完全滿足了這個(gè)設(shè)計(jì)的需要。結(jié)合本文的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，最后選擇了北京星儀換能器科技股份有限公司生產(chǎn)的CYW11-L2-B4-AI-C-G2型液面?zhèn)鞲衅鰿YW11-L2-B4-AI-C-G2，詳細(xì)的數(shù)據(jù)見(jiàn)附圖3.4。圖3.4星儀CYW11型液位傳感器3.5其他元器件的選擇①如何選取按鍵按鍵開(kāi)關(guān)基本上是不受任何約束的，只要滿足了設(shè)計(jì)線路的要求和價(jià)格的要求，這里就選取了LA38-11T平面按鍵的自鎖鈕開(kāi)關(guān)。②警報(bào)器的選用由于測(cè)試的環(huán)境很嘈雜，所以這里選擇了TGSG-11的聲光報(bào)警器，這種類型的報(bào)警器可以實(shí)現(xiàn)聲光雙報(bào)警，報(bào)警的聲音可以高達(dá)110分貝，并且還具備一定的防水能力，這對(duì)于我們的工作環(huán)境來(lái)說(shuō)，是很好的選擇。③燈光的選取該方案只需顯示設(shè)備的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，選擇XB2BVMD4LCHONGAC220作為顯示設(shè)備的指示燈。④電動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的選用由于該系統(tǒng)需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載和短路保護(hù)，并且各電動(dòng)機(jī)必須有單獨(dú)的斷路器，因此在本設(shè)計(jì)中，正泰電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)按鍵開(kāi)關(guān)是NS2-25，由于水泵的額定電流是1.8A，因此選用了1.6~2.5A的起動(dòng)機(jī)。⑤如何選用切換電源由于該方案要求對(duì)plc及各類傳感器進(jìn)行供電，所以選擇了明安信公司生產(chǎn)的一款新型的開(kāi)關(guān)電源，其具體的參數(shù)見(jiàn)附圖3.5。圖3.5開(kāi)關(guān)電源參數(shù)⑥保險(xiǎn)絲的選用選用正泰公司生產(chǎn)的RT28N-32/2系列保險(xiǎn)絲，對(duì)其進(jìn)行了短路防護(hù)

第4章淋雨試驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)以S7-1200為核心，采用了S7-1200為核心，將各傳感器采集到的信息轉(zhuǎn)化成了數(shù)字信號(hào)，以此來(lái)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制、水泵控制、轉(zhuǎn)速控制等工作，并且還對(duì)每一種功能設(shè)定了一個(gè)臨界值，當(dāng)超過(guò)了預(yù)定值時(shí)，它就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以保護(hù)所有的元件。[19]（a）總體來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的雨水噴灑控制是由對(duì)主回路進(jìn)行的，圖4.1示出了該實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的主電路，圖4.2示出了伺服馬達(dá)的擺管圖，圖4.3示出了告警電路。圖4.1系統(tǒng)主電路圖圖4.2控制電路圖圖4.3報(bào)警電路圖為便于對(duì)淋雨實(shí)驗(yàn)盒系統(tǒng)的工作機(jī)理進(jìn)行清楚的解釋，下文中還設(shè)計(jì)并畫(huà)出了本系統(tǒng)的電路圖，在電路圖和接線圖中，用到的各種電子元件都用符號(hào)和文本來(lái)識(shí)別，然后根據(jù)第3章的選擇，將以下圖表中的元件列表列在表4.1中。表4.1元器件明細(xì)表序號(hào)元器件代號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1Q0斷路器NXB-63/3PC16A1個(gè)2Q1、Q2電機(jī)啟動(dòng)器NX2-25(1.6-2.5A)2個(gè)3Q3、Q4斷路器NXB-63/2PC6A2個(gè)4MW開(kāi)關(guān)電源LRS-50-241個(gè)5KA1-KA6中間繼電器6套6TG觸摸屏6AV2123-2GBO3-OAXO1個(gè)7FM報(bào)警器TGSG-111個(gè)8HLO指示燈XB2BVMD4LCHONGAC221個(gè)9PLCCPU模塊6ES7214-1AG40-OXBO1個(gè)10PLCCPU拓展模塊6ES7234-4HE32-OXBO1個(gè)11UF1、M1變頻器水泵CMF4-401個(gè)12UF2變頻器ZK8801個(gè)13M2電機(jī)5IK60GN-CF1個(gè)14XJ伺服電機(jī)MS-40-STE-M05020S-4OP21套15PT1液位傳感器CYW11-L2-B4-AI-C-G21個(gè)16PT2壓力傳感器CYYZ11-H-08-AI-14-B-G21個(gè)17FU熔斷器RT28N-32/21個(gè)18SQ行程開(kāi)關(guān)1個(gè)4.2系統(tǒng)輸入輸出（I/O）點(diǎn)地址分配在進(jìn)行PLC外圍布線前，必須先確定輸入輸出位置。正如上文3.1.1所述，該裝置包括兩個(gè)模擬式輸入端和七個(gè)數(shù)字式輸入端，七個(gè)數(shù)字式輸入端與PLC的主控CPU相連，兩個(gè)數(shù)字式輸入端與該擴(kuò)充模組相連。在表格4.2中給出了PLC的輸入地址。表4.2PLC輸入地址分配表序號(hào)輸入點(diǎn)名稱輸入地址1啟動(dòng)按鈕I0.02停止按鈕I0.13水泵變頻器故障I0.24試驗(yàn)臺(tái)變頻器故障I0.35擺管伺服電機(jī)故障I0.46擺管伺服電機(jī)就緒I0.57試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速傳感器I0.68液位傳感器（模擬量）0＋/0－9水壓傳感器（模擬量）1＋/1－該裝置共有11個(gè)輸出點(diǎn)，其中九個(gè)是PLC的主控CPU，另外兩個(gè)是包含水泵速度的模擬輸出，該測(cè)試臺(tái)的速度控制器與延伸組件相連?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵鑫恢吩诒砀?.3中給出。表4.3PLC輸出地址分配表序號(hào)輸出點(diǎn)名稱輸出地址1擺管伺服電機(jī)脈沖Q0.02擺管伺服電機(jī)方向Q0.13擺管伺服電機(jī)使能Q0.24擺管伺服電機(jī)復(fù)位Q0.35報(bào)警Q0.46水泵啟動(dòng)Q0.57試驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)Q0.68試驗(yàn)臺(tái)正轉(zhuǎn)Q0.79試驗(yàn)臺(tái)反轉(zhuǎn)Q0.810水泵轉(zhuǎn)速控制(模擬量)0M/011試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速控制（模擬量）1M/14.3系統(tǒng)外部接線的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的外部布線，是根據(jù)PLC各個(gè)接口的作用來(lái)確定的，因此，在開(kāi)始配線之前，必須先理解和熟悉PLC的CPU和擴(kuò)充模塊的外部接線圖。本文選擇的S7-1200PLC為CPU1214(6ES7-214-1AE30-0XB0),CPU外圍電路圖見(jiàn)圖4。圖4.4CPU1214DC/DC/DC外部接線圖圖4.5中表示了一個(gè)類比組件SM12334AI4x13比特/AQ2x14比特（6ES7234-4HE32-0XB0）。圖4.5模擬量模塊SM1224外部接線圖根據(jù)前面介紹的功能，對(duì)PLC的接線進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并給出了圖4.3.3和圖4.3.4的擴(kuò)展模塊電路圖。圖4.6CPU外部接線圖圖4.7PLC擴(kuò)展模塊外部接線圖第5章淋雨試驗(yàn)系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)5.1控制程序流程圖與第2章的實(shí)施方案以及第4章的硬件實(shí)現(xiàn)相比較，主程序的主要工作是對(duì)控制模塊進(jìn)行初始化，在程序模塊中對(duì)其進(jìn)行調(diào)用：圖5.1程序流程圖5.2控制程序的編寫(xiě)本文所使用的匯編軟件是博途V15.1，下面對(duì)該系統(tǒng)中的主要功能、主要線路和水泵控制等進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。5.2.1啟動(dòng)程序開(kāi)機(jī)程序就是在開(kāi)機(jī)時(shí)使用的一個(gè)程序，見(jiàn)圖5.2，開(kāi)機(jī)時(shí)M2.1、Q0.4處于正常關(guān)閉的情況，而觸屏的操作標(biāo)識(shí)則是1。在發(fā)生故障時(shí)，聯(lián)動(dòng)控制下一步的輸出裝置及控制器。圖5.2啟動(dòng)程序5.2.2水泵試驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)程序如圖5.3所示，當(dāng)系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)，輸出信號(hào)Q0.5使水泵起動(dòng)。在屏幕上輸入測(cè)試平臺(tái)的正向或反向旋轉(zhuǎn)，測(cè)試平臺(tái)將相應(yīng)的信號(hào)輸出。圖5.3水泵試驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)程序5.2.3子系統(tǒng)報(bào)警程序告警作用是本項(xiàng)目的關(guān)鍵。在水泵頻率轉(zhuǎn)換器故障、測(cè)試頻率轉(zhuǎn)換器故障和擺管伺服電動(dòng)機(jī)任何一種故障后，如在圖5.4中所表示的那樣，該系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)。圖5.4子系統(tǒng)報(bào)警程序并且，當(dāng)容器的實(shí)際水位低于預(yù)定的數(shù)值（此設(shè)計(jì)的低水位是0.2米）時(shí)，將發(fā)出一個(gè)低水位警報(bào)。圖5.5低液位報(bào)警程序5.2.4模擬量的轉(zhuǎn)化和計(jì)算①液面轉(zhuǎn)換過(guò)程：本文所選擇的是CYW11-L2-B4-AI-C-G2量程0-2米的星儀CYW11液位傳感器。液面輸入類型的類比信號(hào)組件的活性數(shù)值為0至27648，因此，0的模擬量輸入數(shù)值表示貯水池水位0米，而27648表示貯水池水位2米。在0~2m范圍內(nèi)，要將模擬結(jié)果轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的工程單位，首先要對(duì)0~1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。如圖5.6所示，最終的數(shù)字是液體表面，表示為一個(gè)仿真的輸入。圖5.5液位轉(zhuǎn)化程序②減壓步驟：本文所選擇的星儀CYYZ11壓力傳感器在0-200KPa之間，CYYZ11-H-08-AI-14-B-G2，與上面5.1.3相似，0表示水壓0,27648代表水壓200000（pa）如圖5.7所示。圖5.7壓力轉(zhuǎn)化程序③泵/試驗(yàn)臺(tái)變頻方案：由于本次實(shí)驗(yàn)用的電源為50Hz，因此，在0-50Hz的變頻調(diào)速下，水泵試驗(yàn)臺(tái)的工作頻段為0-50Hz。類比輸入數(shù)值0表示的是頻率0,27648表示的是頻率50，如附圖5.9中的5.8。圖5.8水泵頻率換算圖5.9試驗(yàn)臺(tái)頻率換算④實(shí)驗(yàn)用電動(dòng)機(jī)的速度的確定在馬達(dá)發(fā)出0.5秒的脈沖之后，測(cè)試臺(tái)就會(huì)啟動(dòng)，每次旋轉(zhuǎn)一周所探測(cè)到的訊號(hào)就會(huì)被加上1，并且會(huì)把偵測(cè)到的訊號(hào)顯示在螢?zāi)簧希賹?分配至馬達(dá)的速度，完成回路偵測(cè)。在圖5.10中可以看到。圖5.10電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算5.2.5擺管控制①搖臂起止過(guò)程：在雨水測(cè)試中，搖桿是一個(gè)非常關(guān)鍵的裝置，在起動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱時(shí)，搖桿也會(huì)跟著起動(dòng)，見(jiàn)圖5。11所示。在擺動(dòng)管道操作中，允許的輸入必須始終維持為真，也就是1，若關(guān)閉搖管使能，則輸入為“否”。圖5.11擺管啟停程序②擺管位置的動(dòng)作步驟：通過(guò)圖5.12的編程來(lái)控制擺管移動(dòng)至設(shè)置的位置，然后開(kāi)啟降雨實(shí)驗(yàn)盒，在Execute輸入M10.2正跳躍命令時(shí)，該工作便開(kāi)始，并對(duì)擺管角和速度進(jìn)行了探測(cè)，并將擺管角和速度輸入到了觸屏中，使擺管會(huì)從0度移動(dòng)到設(shè)置的范圍內(nèi)，在達(dá)到了目標(biāo)角后，又返回至0，這時(shí)，一個(gè)循環(huán)的動(dòng)作完成了。圖5.12擺管定位運(yùn)動(dòng)程序③擺動(dòng)幅度移動(dòng)方案：另外，如果沒(méi)有特別的固定靶位，擺管也應(yīng)該在擺動(dòng)幅度的區(qū)域進(jìn)行正常的往復(fù)移動(dòng)，見(jiàn)圖5.13，這一過(guò)程和申訴過(guò)程基本相同，但作用稍有不同。圖5.13擺幅范圍運(yùn)動(dòng)程序5.2.6PID控制由于該設(shè)計(jì)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行正向、反向以及對(duì)水泵液壓進(jìn)行了無(wú)極變頻控制，所以在下面要介紹的PID_Compact命令進(jìn)行控制，該命令為在自動(dòng)和人工兩種方式都提供了一種綜合的自調(diào)整的PID控制器。①PID調(diào)節(jié)方式：在圖5.14中，表示了對(duì)泵的水壓力的速度調(diào)節(jié)，其中，水壓力從目前的壓力到泵的壓力設(shè)置，最終的結(jié)果是QW96，也就是，泵的速度。圖5.14PID壓力控制程序②PID實(shí)驗(yàn)臺(tái)速度的調(diào)節(jié)：和前面相同，這個(gè)程序是用來(lái)調(diào)節(jié)臺(tái)架速度的，就像是在圖5.15中所顯示的那樣，速度從目前的數(shù)值到臺(tái)架旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置，最終將QW96，也就是測(cè)試臺(tái)的速度。圖5.15PID轉(zhuǎn)速控制程序第6章組態(tài)與仿真6.1組態(tài)的定義MCGS系統(tǒng)適用于Windows95、98、XP、Windows7、Windows10等不同的操作系統(tǒng)。MCGS通過(guò)軟件仿真實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)理的仿真，能較好地采集、處理有關(guān)的數(shù)據(jù)，并能產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)告。MCGS具有較強(qiáng)的操作性、易于維修、功能強(qiáng)大、可靠性高的特點(diǎn)，現(xiàn)已在石化、化工、電力系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)械生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在長(zhǎng)時(shí)間的使用中，該系統(tǒng)是非常穩(wěn)定、可靠的，因此，在雨水測(cè)試測(cè)試系統(tǒng)中，也選擇了MCGS做為模擬軟件。6.2淋雨試驗(yàn)箱系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì)6.2.1新建工程該控制器以PLC為中心，采用可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的控制。本系統(tǒng)使用昆侖通態(tài)的配置程序來(lái)完成圖形界面的繪制，見(jiàn)圖6.1。圖6.1新建工程6.2.2定義變量在MCGS系統(tǒng)中，變數(shù)又稱為資料物件。在你給一個(gè)變量賦值前，你可以給它一個(gè)變量。接著對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序進(jìn)行解析，得出相應(yīng)的設(shè)置參數(shù)，并經(jīng)PLC傳輸?shù)接|摸屏上。以上，在表格6.1中顯示了PLC中的內(nèi)部變數(shù)和觸屏屏幕元素之間的關(guān)系。表6.1PLC與觸摸屏畫(huà)面關(guān)聯(lián)表PLC觸摸屏PLC觸摸屏DB1.DBD0低液位設(shè)定DB1.DBX70.0啟動(dòng)DB1.DBD16水壓DB1.DBX70.1停止DB1.DBD24水泵電機(jī)頻率DB1.DBX70.2復(fù)位DB1.DBD34試驗(yàn)臺(tái)電機(jī)頻率DB1.DBX70.3液位報(bào)警DB1.DBD40水壓設(shè)定DB1.DBX70.4運(yùn)行DB1.DBD50試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速DB1.DBX70.5試驗(yàn)臺(tái)方向設(shè)定DB1.DBD54試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速設(shè)定I0.3試驗(yàn)臺(tái)報(bào)警DB1.DBD58擺管角度設(shè)定I0.3水泵報(bào)警DB1.DBD62擺管速度設(shè)定I0.4擺管伺服報(bào)警DB1.DBD66擺管當(dāng)前位置Q0.5水泵運(yùn)行DB1.DBD8液位Q0.6ORQ0.7試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行所建立的使用者界面見(jiàn)圖6.2，包括主頁(yè)面、報(bào)警屏幕和參數(shù)設(shè)置界面。首頁(yè)會(huì)把所有的內(nèi)部狀況都展示給使用者，讓使用者知道目前實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)組件的各項(xiàng)參數(shù)及運(yùn)行狀況；告警屏幕包含了實(shí)時(shí)告警與過(guò)去告警兩種功能，并對(duì)告警的理由進(jìn)行了定時(shí)顯示；設(shè)定了水壓力，擺管角度，低水位，試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速，擺管轉(zhuǎn)速，測(cè)試臺(tái)方位。圖6.2用戶窗口6.2.3淋雨試驗(yàn)箱控制畫(huà)面屏幕的制作分為三個(gè)階段：創(chuàng)建屏幕、編輯屏幕和動(dòng)畫(huà)連接。經(jīng)過(guò)以上過(guò)程，所構(gòu)建的降雨試驗(yàn)盒的系統(tǒng)界面見(jiàn)圖6.3。圖6.3淋雨實(shí)驗(yàn)箱主頁(yè)面在屏幕上按一下伺服馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)器，測(cè)試馬達(dá)及泵將發(fā)生錯(cuò)誤。系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入告警畫(huà)面，并要求重置后方可開(kāi)機(jī)。6.2.4程序仿真①報(bào)警器該子系統(tǒng)的警報(bào)模擬見(jiàn)圖6.4，在執(zhí)行器失效的情況下，啟動(dòng)警報(bào)機(jī)制。。圖6.4子系統(tǒng)報(bào)警程序仿真當(dāng)如果設(shè)定的水位低于0.2米，則警報(bào)設(shè)備將被激活，見(jiàn)圖6.5：圖6.5液位報(bào)警程序仿真②轉(zhuǎn)換模型的模擬在對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在該傳感器中，將具有如下特征的6.6、6.7和6.8中所顯示的特定結(jié)果：圖6.6液位，壓力轉(zhuǎn)化模塊程序仿真圖6.7試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)化模塊程序仿真圖6.8水泵轉(zhuǎn)化模塊程序仿真③流速的求解將探測(cè)到的信息顯示在觸屏上，在電動(dòng)機(jī)發(fā)出0.5秒的脈沖之后，測(cè)試臺(tái)就會(huì)啟動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周之后，探測(cè)到的信號(hào)就會(huì)被加上1，并把探測(cè)到的信息顯示在屏幕上，最終把0分配到電動(dòng)機(jī)的速度，完成周期探測(cè)，模擬結(jié)果見(jiàn)圖6.9。圖6.9速度計(jì)算仿真6.2.5報(bào)警輸出通過(guò)對(duì)一定數(shù)量的資料經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和處理，將其呈現(xiàn)在用戶面前，既有即時(shí)信息，也有歷史信息。資料匯報(bào)可反饋至重監(jiān)控系統(tǒng)，雨水測(cè)試盒的即時(shí)狀況是監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它能將特定時(shí)刻特定的情況以圖表的方式展現(xiàn)在用戶面前。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)消防控制室內(nèi)各車間生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)消防控制室內(nèi)各車間生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況的精確分析。圖6.10報(bào)警頁(yè)面第7章結(jié)論與展望7.1結(jié)論本文簡(jiǎn)要地?cái)⑹隽擞晁囼?yàn)箱的研究現(xiàn)狀和研究意義，提出了實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)依據(jù)和研究方法，其中包括了系統(tǒng)的工作原理和軟件，對(duì)所需要的元器件進(jìn)行了選取，對(duì)所需要的元器件進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行了性能檢測(cè)，最終確定了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果。但是，當(dāng)前的畢業(yè)設(shè)計(jì)仍存在很多問(wèn)題，如未從雨水測(cè)試箱的經(jīng)濟(jì)性能出發(fā)，無(wú)法滿足當(dāng)前中等規(guī)模的實(shí)驗(yàn)需求；第二，現(xiàn)有的試驗(yàn)箱大多是雙機(jī)或多機(jī)組合，而本次的試驗(yàn)機(jī)僅包括了一套簡(jiǎn)易噴霧機(jī)，因此并沒(méi)有太多的實(shí)用意義。最后，無(wú)論從元件容量、技術(shù)參數(shù)、電源設(shè)計(jì)、系統(tǒng)接地及PLC保護(hù)等方面，均未達(dá)到完全的安全可靠。而且，制作出一個(gè)具備實(shí)用意義的試驗(yàn)箱，本身就是一件很難完成的工作。7.2展望當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外雨水測(cè)試箱的研究已陷入“瓶頸”階段，雖然對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求越來(lái)越高，但對(duì)雨水箱的測(cè)試要求也越來(lái)越高，所以需要更加精準(zhǔn)的替換零件，而且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們可以將數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，只需要一個(gè)按鍵，就可以對(duì)特定的物體進(jìn)行全方位的防水抗雨測(cè)試，并利用人工智能，通過(guò)大數(shù)據(jù)的分析，判定數(shù)據(jù)是否真實(shí)，達(dá)到人機(jī)互動(dòng)的目的。此外，降雨試驗(yàn)也是一項(xiàng)基礎(chǔ)的抗水試驗(yàn)，目前使用數(shù)字化的降雨試驗(yàn)箱，能較好地解決現(xiàn)有試驗(yàn)中存在的誤差大、精度低、耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，對(duì)其他溫度和濕度的試驗(yàn)也具有借鑒意義。利用PLC對(duì)溫度控制箱進(jìn)行了堿處理，使得所有的邏輯觸點(diǎn)都可以完成，從而最大限度地降低了外部干擾。另外，利用PLC來(lái)完成淋水的控制，可以極大地降低外部干擾，使得PLC在未來(lái)的工業(yè)應(yīng)用中將會(huì)更加廣泛。參考文獻(xiàn)[1]馬志宏，李金國(guó)，軍用設(shè)備淋雨環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)[J]，環(huán)境適應(yīng)性和可靠性期刊，2007，5(2)：14-17.[2]GJB150.8A-2009，軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第8部分：淋雨試驗(yàn)[S]，北京：總裝備部軍標(biāo)出版社發(fā)行部，