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第868章 第842章 自動化問題

2026-01-03 作者:觀祗

“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制,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,雖然只研究了幾個月,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專案,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,電源模組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%都沒跳閘,

機箱做了雙層鐵皮遮蔽,電焊機開著的時候,訊號也沒亂跳,

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直譯器,我們也調通了,用自制的按鍵程式設計器能寫程式,能讀出來,

現在我們卡在了I/O模組和位片處理器,這兩項研究上。”。

“我記得之前積體電路一致性、PCB批次、晶片封裝那幾道坎都啃下來了,現在I/O模組又出現了那些問題?”。

“是新的問題,這個新問題更隱蔽、更難纏!首先是模擬量採集的精度漂移,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、溫度訊號的採集誤差就從0.3%飆到1.2%,根本滿足不了精密控制的要求,

而且感測器訊號是電壓型,長距離傳輸時被電機干擾,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模組的數字通道和模擬通道捱得近,國產光耦的隔離電壓只有2500V,大電流輸出通道的開關噪聲會竄到模擬通道,導致訊號失真,

而且現在是通道間共地設計,一旦某個通道被浪湧擊穿,整個模組都會燒了,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只有,驅動大功率裝置得外接繼電器,又增加了故障點,

而且一些感測器輸出訊號格式不一樣,有的是4-20mA電流訊號,有的是0-10V電壓訊號,咱們的I/O模組沒有可程式設計訊號適配功能。”。

“位片處理器方面呢?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、高電平低於,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,車間內不可能幹淨的了,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線容易鬆動;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批次生產根本扛不住,我們還沒有找到太好的解決辦法,

模組化擴充套件這方面,之前也有問題,計算機是固定架構,擴充套件不用考慮現場適配,可PLC要根據不同生產線加I/O模組。

咱們的位片處理器匯流排雖然借鑑了計算機技術,但沒有統一的工業介面標準,新增的模擬量模組、高速計數模組接上後,經常出現匯流排衝突,資料傳輸丟包,得重新除錯適配,

這個我們倒是和自動化實驗工廠聯絡了,正在統一介面,或者弄出轉介面來,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要跟現場裝置實時互動。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。想最佳化中斷優先順序,又會擠佔運算資源,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,只能用土辦法,在每塊位片的輸入輸出端,都加上二極體鉗位電路,把低電平鉗在以下,高電平鉗在以上,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。

“這方面先把I/O急停訊號、限位訊號設為最高優先順序,直接用硬體邏輯搶佔匯流排,不經過軟體排隊,不管處理器在算甚麼,

急停訊號一來,必須立刻響應,延遲壓到1ms以內。普通訊號設為低優先順序,批次打包處理,

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’,用時鐘訊號切換,

運算時不碰I/O匯流排,重新整理I/O時暫停複雜運算,既保證邏輯運算速度,又不耽誤現場訊號響應,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模組的幾個難題,李梟琢磨了琢磨,還真不好解決。

就比如溫漂和電壓訊號干擾,這個在計算機實驗室肯定沒問題,畢竟實驗室內恆是溫無塵的,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干擾,這玩意能夠順著導線竄進來。

除非弄出差分放大電路來,把原本的訊號,改為4-20mA電流訊號,電流抗干擾比電壓強十倍,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,再配合電晶體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沒有研究出來,或者是正在研究。

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