“我这不是怕李工你工作太忙,不答应吗?”,闻言马工也是笑著道。
“在忙这事也不能耽搁了啊!赶快忙你的去吧!”,李梟摆了摆手道。
“那李工,我就先走了。”。
看著马工出去,李梟也拿著名单去了罗教授的办公室,把名单交给了罗教授。
这才又去了研究自动化计算机的小组。
相比起火控计算机,自动化计算机的研究进展要快很多,毕竟之前国內已经有了自动化实验工厂,虽然用的是继电器逻辑控制,但至少也是有经验。
有了这种经验,plc就比较好研究了。
在者李梟又给了研究方向,也不用再费时间去一次次实验,虽然只研究了几个月,但进展却已经过了大半。
当李梟进入到实验室內的时候,眾人正在忙著。
“李工您来了。”,看到李梟,一人打著招呼道。
李梟也是点了点头,看著几人正在组装的零件,也是问道:最近进展怎么样,咱们这plc项目,进度到哪了?”。
闻言负责研究的负责人也是道:“差不多已经研究了一半,现在卡在了一些难题上,不太顺利”。
“成了哪些,卡了哪些?”。
“硬体这块,电源模块和机箱屏蔽算拿下来了!磁饱和稳压器加了三级滤波,昨天在锻压车间试了,电网波动到±28%都没跳闸,
机箱做了双层铁皮屏蔽,电焊机开著的时候,信號也没乱跳,
还有简化梯形图指令,常开、常闭、定时器、计数器这四个核心的解释器,我们也调通了,用自製的按键编程器能写程序,能读出来,
现在我们卡在了i/o模块和位片处理器,这两项研究上。”。
“我记得之前集成电路一致性、pcb批量、晶片封装那几道坎都啃下来了,现在i/o模块又出现了那些问题?”。
“是新的问题,这个新问题更隱蔽、更难缠!首先是模擬量採集的精度漂移,现在用的国產adc晶片,温漂係数能到±15ppm/c,车间温度升到35c的时候,压力、温度信號的採集误差就从0.3%飆到1.2%,根本满足不了精密控制的要求,
而且传感器信號是电压型,长距离传输时被电机干扰,就算加了rc滤波,波动还是超標的,
还有通道间串扰和隔离隱患!“i/o模块的数字通道和模擬通道挨得近,国產光耦的隔离电压只有2500v,大电流输出通道的开关噪声会窜到模擬通道,导致信號失真,
而且现在是通道间共地设计,一旦某个通道被浪涌击穿,整个模块都会烧了,之前试机就烧了两块,损失不小,
驱动能力和兼容性也有问题!”,说到了这里,刘建国的声音里带著点无奈,:“车间里的执行器五八门,有电磁阀、步进电机,还有接触器,国產驱动晶片的带载能力只有0.5a,驱动大功率设备得外接继电器,又增加了故障点,
而且一些传感器输出信號格式不一样,有的是4-20ma电流信號,有的是0-10v电压信號,咱们的i/o模块没有可编程信號適配功能。”。
“位片处理器方面呢?出现了哪些问题?”。
闻言这也让刘建国眉头皱的更紧道:“最麻烦的是电平稳定性问题,ttl位片晶片高温下输出电平会漂移,低电平超0.8v、高电平低於2.0v,直接导致逻辑误判,实验室里校准好的时序,到车间就乱套,
还有就是抗震动与粉尘的问题,李工你也知道,车间內不可能干净的了,虽然计算机在机房里不受震动影响,
但位片处理器的插件式连接容易鬆动;再加上车间粉尘大,电路板积尘后会出现绝缘下降、引脚氧化,三个月稳定性测试下来,故障发生率比计算机高8倍,
而计算机的密封设计成本太高,plc批量生產根本扛不住,我们还没有找到太好的解决办法,
模块化扩展这方面,之前也有问题,计算机是固定架构,扩展不用考虑现场適配,可plc要根据不同生產线加i/o模块。
咱们的位片处理器总线虽然借鑑了计算机技术,但没有统一的工业接口標准,新增的模擬量模块、高速计数模块接上后,经常出现总线衝突,数据传输丟包,得重新调试適配,
这个我们倒是和自动化实验工厂联繫了,正在统一接口,或者弄出转接口来,算是解决了一半,后续如何还需要再看
最后还是实时响应这个难题,plc要跟现场设备实时交互。现在位片处理器执行逻辑指令虽快,可遇到多通道i/o中断时,中断响应延迟能到20ms,比计算机的中断处理慢了一个数量级。想优化中断优先级,又会挤占运算资源,导致扫描周期拉长,简直是两头为难。”。
听著这些问题,李梟也是琢磨了起来,想了想也是道:“车间温度波动大,晶片电平电平衡的问题,只能用土办法,在每块位片的输入输出端,都加上二极体钳位电路,把低电平钳在0.3v以下,高电平钳在2.7v以上,抵消晶片漂移带来的电平误差,应该可以稳定住。”。
这个办法也是前世眾多科研人员,再试了很多方法无法解决后,最后想出来的一个土办法,不过不要看他简单,却很实用,
而等李梟说完,眾人也是不由眼前一亮,这种方法確实很简单,他们之前似乎思路都进入到了死胡同,都想的是复杂方式解决。
讲完了这个李梟又讲起了关於实时响应的问题。
“这方面先把i/o急停信號、限位信號设为最高优先级,直接用硬体逻辑抢占总线,不经过软体排队,不管处理器在算什么,
急停信號一来,必须立刻响应,延迟压到1ms以內。普通信號设为低优先级,批量打包处理,
至於扫描周期的平衡,不行就把位片处理器的一个扫描周期,分成『运算时间』和『i/o刷新时间』,用时钟信號切换,
运算时不碰i/o总线,刷新i/o时暂停复杂运算,既保证逻辑运算速度,又不耽误现场信號响应,这样一来,中断延迟就能降下来,先看看能不能降到合格范围內,能不能满足生產线需求。”。
至於i/o模块的几个难题,李梟琢磨了琢磨,还真不好解决。
就比如温漂和电压信號干扰,这个在计算机实验室肯定没问题,毕竟实验室內恆是温无尘的,但车间就不一样了,adc晶片的±15ppm/c温漂是元件本身的硬伤,
计算机再精密也抵消不了电机的电磁干扰,这玩意能够顺著导线窜进来。
除非弄出差分放大电路来,把原本的信號,改为4-20ma电流信號,电流抗干扰比电压强十倍,完全能够解决这一问题,
然后再给adc晶片做个小铝盒,里头塞个水银温控开关加5w加热电阻,把晶片温度稳在 25c±2c,温漂直接砍半,再配合电晶体计算机里的三点校准程序,开机自动测零点、中点、满点,实时算补偿係数,应该就能把误差能压回0.3%!。
这其中有几项技术还没有研究出来,或者是正在研究。
