基于人机界面的液压万能试验机设计改造

刘美玲

【摘 要】在液压万能试验机的使用中，由于其使用性能及效率相对较低，因而需要通过科学的设计和改造措施来提升设备的使用效率。论文主要探究液压万能试验机的设计和改造，主要介绍上位机、OPC Server和下位机的设计和改造，希望通过论文对该课题的阐述，能够对液压万能机设计中合理应用PLC技术，以及人机界面技术等提供可靠建议。

【Abstract】In the use of hydraulic universal testing machine， because of its performance and efficiency is relatively low， so it is necessary to improve the efficiency of equipment through scientific design and reconstruction measures. This paper mainly explores the hydraulic universal testing machine design and renovation， mainly introduces the design and reconstruction of upper computer， OPC Server and lower computer， hoping this study can provide reliable advice for the reasonable application of f PLC technology and human-computer interface technology in the design of hydraulic universal machine.

【关键词】人机界面；液压万能试验机；设计改造

【Keywords】human-computer interface； hydraulic universal testing machine； design modification

【中图分类号】TG315.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0185-02

1 设计改造动因以及方法介绍

针对液压万能试验机所具有的特点，该系统在使用过程中会因人为因素而发生一定改变。如通过送油阀或者回油阀的相关操作，来使传统系统发生变化，进而将液压系统使用后所产生的压力所转变，这对系统压力能起到一定作用。并且，还能将系统中具有的压力直接反映到仪表中，以此能更加清晰的了解到该数据。除此之外，通过纸带的输出，可以将压力所测试的结果更好呈现出来。但是，在万能试验机实际应用方面，其整体效率仍然不高，且无法满足现今生产以及教学等的需求，仍需要进一步对液压万能试验机进行合理改造。

现今，在所应用的液压万能机控制技术方面，可以采取多种技术及软件来适应该系统的应用。以PLC技术为例，其在液压万能机技术方面就发挥了一定作用，不但可以起到控制作用，且在必要时还能发挥监控效果，可以将实际需要控制和监控的数据通过计算机软件的输入，而进一步实现对系统的操作，这对系统自动化技术的应用具有良好效果。在本文研究中对液压万能试验机使用中PLC数据采集技术以及计算机控制技术的应用进行分析，对液压万能试验机更好的应用也是具有长远意义的。并且，在该次研究中可以采取西门子S7-200PLC设备将所有数据收集。除此之外，基于操作方面的管理可以使用计算机相关软件来对液压万能试验机进行处理。或者，在液压万能试验机设计方面进行一定调整，也可以得到适用，且对设备整体应用效率方面也能起到一定作用。

2 液压万能试验机系统架构分析

对液压万能试验机进行了解知道，其在应用年限上相对较长，且在设备送油阀以及回油阀改造过程中应用不够合理，所以要对其电极控制方面，以及数据处理方面进行相应改造，按照以下系统架构进行：

电气组成：从以上所述了解到，使用西门子S7-200PLC下位机能对传感器中的信号更好的接收。除此之外，还能将电机进行更好的控制，且在系统中以PC作为上位机，在计算机软件中实现上下机位之间数据的交换，以能将数据做到更好处理。

WinCC采取的是人机界面的软件，所以在实际应用上就可以达到通信数据之间的交换。正因为其接口位置较多，所以还能进行自动化设备接口的通信。

OPC属于服务器相关的技术，可以在应用中通过技术协议进行转让，可以与PC和设备之间进行数据上的交换与服务。

PC软件是PLC软件开发中一项服务器软件，在实际应用中能够实现PLC系统的通信功能。而在PPI协议信息链接过程中，只需要将连接线衔接，就可以实现系统的通信，且在范围上可达50m以内。

S7-200PLC属于控制器设备，能够按照相应数据命令对各项数据进行处理，进而对继电器实现更有效的操作。除此之外，能对数据自动化更好地应用发挥一定作用。

3 下位机的设计改造分析

如果將S7-200PLC作为液压万能试验机改造系统的下位机，可以更好地对压力传感器以及位移传感器进行动态的数据采集，且能够实现整个系统的监督和控制作用。并且，通过对数据的采集，在经由计算机软件处理之后，还能将电极与位移进行相应的启动和停止操作行为。在与PC机连接通讯过程中，也可以采取其他方式解决，如PPI。以下对液压万能四眼及I/O地址分配情况，如表1所示。

通过以上分析可以了解到，万能试验机在实际操作过程中会通过I/O地址分配情况，进而了解到PLC所具有的操作职能，也可以在操作过程中实现开关的处理，进而将液压万能试验机进行更加便捷地操作，这对设备操作效率提升是有一定好处的。因此，下位机在设计和改造过程中应用PLC以及软件操作系统，能最大限度地实现设备良好改造。endprint

4 OPC Server系统配置

OPC在使用過程中可以依靠微软COM等技术作为应用，进而达到自动化控制目的。在本文研究中以COM作为研究例子，且对OPC Server原理进行深入的阐述。COM软件与动态执行对象的导向API基本相似，且用户在应用过程中可以根据应用程序将需要进行组件，或者是既有的组件进行拼接。用户在实际操作过程中可以根据COM各组借口的Interface来为用户提供服务，而OPC在应用中则可以对多种OPC Server所提供的接口进行定义，进而实现OPC Server COM组件的应用。根据本文所研究的重点，对液压万能试验机来说，其在使用OPC Server所配置时，可以在PC access中将具有的通讯属性按照PPI方式进行应用。还可以将上位机监控变量名称与PPI地址中所对应的变量联系起来，以此对液压电动机起停以及压力相关数据等进行有效控制。如果经过测试之后合格，那么可以确定该配置最终数据和形式。如果将所有配置调配之后，则可以将该软件应用在开机自动运行上。

5 上位机的设计改造

上位机的设计与改造主要基于WinCC组态软件进行的应用。在实际构建中，要先进行OPC驱动连接的构建，可以从S7-200 OPC Server中将变量导入到项目中。而在导入过程中所具有的压力以及位移变量要进行合理处理。与此同时，上位机主画面主要分为三部分应用：菜单区、监控区以及导航区。以菜单区为例，其中包含用户登录与注销，以及其他能够帮助和推出等功能和模块。在菜单项目激活之后，会在对话框中弹出相应的用户操作界面。监控区主要包含子画面窗口以及操作控制界面两部分。子画面窗口中主要是对液压万能试验机各部分状况进行的详细检测，以此能够对画面情况有进一步了解。导航区中有压力时间以及压力位移以及数据记录、系统退出等模块。与此同时，在点击相应按钮后也会出现相应的对话框，以便于用户进行操作。

6 结语

通过本文研究了解到，液压万能试验机在实际使用中需要对其进行相应的设计和改造，以此才能提高设备使用效率。通过本文对液压万能试验机使用的分析，对液压万能试验机设计和改造方面，以及引进PLC技术、人机界面软件等方面都能起到一定借鉴，以此能对上位机、下位机以及操作系统更好应用也能起到辅助作用，对设备整体性能的提高都是具有借鉴意义的。endprint