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第842章 自動化問題

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“我這不是怕李工你工作太忙,不答應嗎?”,聞言馬工也是笑著道。

“在忙這事也不能耽擱了啊!趕快忙你的去吧!”,李梟擺了擺手道。

“那李工,我就先走了。”。

看著馬工出去,李梟也拿著名單去了羅教授的辦公室,把名單交給了羅教授。

這才又去了研究自動化計算機的小組。

相比起火控計算機,自動化計算機的研究進展要快很多,畢竟之前國內已經有了自動化實驗工廠,雖然用的是繼電器邏輯控製,但至少也是有經驗。

有了這種經驗,PLC就比較好研究了。

在者李梟又給了研究方向,也不用再費時間去一次次實驗,雖然隻研究了幾個月,但進展卻已經過了大半。

當李梟進入到實驗室內的時候,眾人正在忙著。

“李工您來了。”,看到李梟,一人打著招呼道。

李梟也是點了點頭,看著幾人正在組裝的零件,也是問道:最近進展怎麼樣,咱們這PLC項目,進度到哪了?”。

聞言負責研究的負責人也是道:“差不多已經研究了一半,現在卡在了一些難題上,不太順利”。

“成了哪些,卡了哪些?”。

“硬體這塊,電源模塊和機箱遮蔽算拿下來了!磁飽和穩壓器加了三級濾波,昨天在鍛壓車間試了,電網波動到±28%都冇跳閘,

機箱做了雙層鐵皮遮蔽,電焊機開著的時候,信號也冇亂跳,

還有簡化梯形圖指令,常開、常閉、定時器、計數器這四個核心的解釋器,我們也調通了,用自製的按鍵編程器能寫程式,能讀出來,

現在我們卡在了I\/O模塊和位片處理器,這兩項研究上。”。

“我記得之前整合電路一致性、PCB批量、晶片封裝那幾道坎都啃下來了,現在I\/O模塊又出現了那些問題?”。

“是新的問題,這個新問題更隱蔽、更難纏!首先是模擬量采集的精度漂移,現在用的國產ADC晶片,溫漂係數能到±15ppm\/℃,車間溫度升到35℃的時候,壓力、溫度信號的采集誤差就從0.3%飆到1.2%,根本滿足不了精密控製的要求,

而且傳感器信號是電壓型,長距離傳輸時被電機乾擾,就算加了RC濾波,波動還是超標的,

還有通道間串擾和隔離隱患!“I\/O模塊的數字通道和模擬通道捱得近,國產光耦的隔離電壓隻有2500V,大電流輸出通道的開關噪聲會竄到模擬通道,導致信號失真,

而且現在是通道間共地設計,一旦某個通道被浪湧擊穿,整個模塊都會燒了,之前試機就燒了兩塊,損失不小,

驅動能力和相容性也有問題!”,說到了這裡,劉建國的聲音裡帶著點無奈,:“車間裡的執行器五花八門,有電磁閥、步進電機,還有接觸器,國產驅動晶片的帶載能力隻有0.5A,驅動大功率設備得外接繼電器,又增加了故障點,

而且一些傳感器輸出信號格式不一樣,有的是4-20mA電流信號,有的是0-10V電壓信號,咱們的I\/O模塊冇有可編程信號適配功能。”。

“位片處理器方麵呢?出現了哪些問題?”。

聞言這也讓劉建國眉頭皺的更緊道:“最麻煩的是電平穩定性問題,TTL位片晶片高溫下輸出電平會漂移,低電平超0.8V、高電平低於2.0V,直接導致邏輯誤判,實驗室裡校準好的時序,到車間就亂套,

還有就是抗震動與粉塵的問題,李工你也知道,車間內不可能乾淨的了,雖然計算機在機房裡不受震動影響,

但位片處理器的外掛式連接容易鬆動;再加上車間粉塵大,電路板積塵後會出現絕緣下降、引腳氧化,三個月穩定性測試下來,故障發生率比計算機高8倍,

而計算機的密封設計成本太高,PLC批量生產根本扛不住,我們還冇有找到太好的解決辦法,

模塊化擴展這方麵,之前也有問題,計算機是固定架構,擴展不用考慮現場適配,可PLC要根據不同生產線加I\/O模塊。

咱們的位片處理器總線雖然借鑒了計算機技術,但冇有統一的工業介麵標準,新增的模擬量模塊、高速計數模塊接上後,經常出現總線衝突,數據傳輸丟包,得重新調試適配,

這個我們倒是和自動化實驗工廠聯絡了,正在統一介麵,或者弄出轉介麵來,算是解決了一半,後續如何還需要再看

最後還是實時響應這個難題,PLC要跟現場設備實時互動。現在位片處理器執行邏輯指令雖快,可遇到多通道I\/O中斷時,中斷響應延遲能到20ms,比計算機的中斷處理慢了一個數量級。想優化中斷優先級,又會擠占運算資源,導致掃描週期拉長,簡直是兩頭為難。”。

聽著這些問題,李梟也是琢磨了起來,想了想也是道:“車間溫度波動大,晶片電平電平衡的問題,隻能用土辦法,在每塊位片的輸入輸出端,都加上二極管鉗位電路,把低電平鉗在0.3V以下,高電平鉗在2.7V以上,抵消晶片漂移帶來的電平誤差,應該可以穩定住。”。

這個辦法也是前世眾多科研人員,再試了很多方法無法解決後,最後想出來的一個土辦法,不過不要看他簡單,卻很實用,

而等李梟說完,眾人也是不由眼前一亮,這種方法確實很簡單,他們之前似乎思路都進入到了死衚衕,都想的是複雜方式解決。

講完了這個李梟又講起了關於實時響應的問題。

“這方麵先把I\/O急停信號、限位信號設為最高優先級,直接用硬體邏輯搶占總線,不經過軟件排隊,不管處理器在算什麼,

急停信號一來,必須立刻響應,延遲壓到1ms以內。普通訊號設為低優先級,批量打包處理,

至於掃描週期的平衡,不行就把位片處理器的一個掃描週期,分成‘運算時間’和‘I\/O重新整理時間’,用時鐘信號切換,

運算時不碰I\/O總線,重新整理I\/O時暫停複雜運算,既保證邏輯運算速度,又不耽誤現場信號響應,這樣一來,中斷延遲就能降下來,先看看能不能降到合格範圍內,能不能滿足生產線需求。”。

至於I\/O模塊的幾個難題,李梟琢磨了琢磨,還真不好解決。

就比如溫漂和電壓信號乾擾,這個在計算機實驗室肯定冇問題,畢竟實驗室內恒是溫無塵的,但車間就不一樣了,ADC晶片的±15ppm\/℃溫漂是元件本身的硬傷,

計算機再精密也抵消不了電機的電磁乾擾,這玩意能夠順著導線竄進來。

除非弄出差分放大電路來,把原本的信號,改為4-20mA電流信號,電流抗乾擾比電壓強十倍,完全能夠解決這一問題,

然後再給ADC晶片做個小鋁盒,裡頭塞個水銀溫控開關加5W加熱電阻,把晶片溫度穩在25℃±2℃,溫漂直接砍半,再配合晶體管計算機裡的三點校準程式,開機自動測零點、中點、滿點,實時算補償係數,應該就能把誤差能壓回0.3%!。

這其中有幾項技術還冇有研究出來,或者是正在研究。

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