基于PLC和MCGS的超高灵敏度检漏仪控制系统设计.pdf
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1、现代电子技术Modern Electronics Technique2023年12月1日第46卷第23期Dec.2023Vol.46 No.230 引 言随着真空科技的发展,各类真空器件层出不穷,其应用领域也在不断扩展。真空寿命是真空器件最重要的技术指标之一,主要取决于封装后的泄漏漏率和器件内部的材料放气,为了保证真空器件的真空寿命,通常需要其封装结构具有极小的漏率,这对于检漏仪的检测灵敏度提出了非常高的要求12。因此,研发具有超高灵敏度的检漏仪意义重大。本文所述超高灵敏度检漏仪(以下简称“超高检”)为兰州空间技术物理研究所研制的 LIPCGJ315型多工位超高灵敏度检漏仪,其最小可检漏率指标
2、为310-15 Pam3/s,首台产品实测最小可检漏率达 9.9610-16 Pam3/s。该 产 品 已 申 请 外 观 专 利(专 利 号 为CN306477159S),超高灵敏度检漏仪壳体如图 1 所示。产品系统及方法已申请发明专利(专利号为CN1121468基于PLC和MCGS的超高灵敏度检漏仪控制系统设计刘筱文,王 毅,蔡宇宏,韩仙虎,李正清,李小金,马凤英(兰州空间技术物理研究所,甘肃 兰州 730000)摘 要:真空器件的寿命主要取决于封装结构的极小漏率,为了保证真空器件的真空寿命,通常需要其封装结构具有极小的漏率。针对极小漏率的超高灵敏度检测,文中设计了基于 PLC 和 MCG
3、S 的控制系统,通过工控机与 PLC 之间的Modbus通信以及与质谱计之间的OPC通信,实现了超高灵敏度检漏仪各部件的自动控制和底层数据的采集交换,提高了超高灵敏度检漏仪的灵敏度和自动化水平。系统上位机由 MCGS组态软件实现账户登录、数据导出、曲线动态显示等功能。主程序及功能模块程序由PLC控制执行,提高了设备的可靠性,同时提高了检测效率,减少了检漏操作人员的劳动强度,减小了误操作的可能性。关键词:PLC;MCGS;OPC;Modbus;检漏仪;控制系统;组态软件;自动控制中图分类号:TN87634 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2023)23017805Design of
4、ultrahigh sensitivity leak detector control system based on PLC and MCGSLIU Xiaowen,WANG Yi,CAI Yuhong,HAN Xianhu,LI Zhengqing,LI Xiaojin,MA Fengying(Lanzhou Institute of Physics,CAST,Lanzhou 730000,China)Abstract:The lifetime of vacuum devices mainly depends on the minimum leakage rate of packaging
5、 structure.Usually,it is required that the packaging structure has a minimal leakage rate,so as to ensure enough vacuum life for vacuum devices.Therefore,a control system based on PLC(programmable logic controller)and MCGS is designed for the ultrahigh sensitivity detection of the minimal leakage ra
6、te.By the Modbus communication between the industrial personal computer and the PLC and the OPC communication between the industrial personal computer and the mass spectrometer,the automatic control of the components of the leak detector with ultrahigh sensitivity and the acquisition and exchange of
7、 the underlying data are realized,and the sensitivity and automation level of the leak detector with ultrahigh sensitivity are improved.The upper computer of the system realizes the functions of account login,data export and curve dynamic display by MCGS configuration software.The main program and t
8、he function module program are controlled and executed by PLC,which improves the reliability of the equipment and its detection efficiency.The labor intensity of leak detection operators is reduced,and the possibility of their misoperations is minimized.Keywords:PLC;MCGS;OPC;Modbus;leak detector;con
9、trol system;configuration software;automatic controlDOI:10.16652/j.issn.1004373x.2023.23.033引用格式:刘筱文,王毅,蔡宇宏,等.基于PLC和MCGS的超高灵敏度检漏仪控制系统设计J.现代电子技术,2023,46(23):178182.收稿日期:20230619 修回日期:20230706178178第23期18B 和 CN114459697A)35。本文主要介绍超高检的控制系统设计。图1 超高灵敏度检漏仪壳体1 控制系统整体方案设计为了使超高检获得更高的灵敏度和更好的测试性能,设计一款优良的控制系统对超
10、高检设备本身而言尤为重要。但考虑到设备的制造成本和经济效益,需要性能与成本均衡匹配。MCGS 是市场拥有量最大的国产组态软件,它既有强大的显示组态、数据库和仿真功能,还有基于 BASIC语言的脚本功能。工控组态软件在近10 年来发展迅速,品牌多,适应各种主流 PLC 控制6。因此,本文设计了一款基于PLC及MCGS组态软件的超高检控制系统。利用PLC实现控制功能,由MCGS组态软件实现实时监控、数据交换、查询输出等功能。本系统总体设计结构如图2所示,系统整体主要由硬件系统和软件系统组成7。图2 系统总体设计结构图工控机与PLC之间通过网线使用Modbus协议进行通信,工控机与质谱计之间通过网线
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