1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
在現(xiàn)今社會(huì)，汽車行業(yè)飛速發(fā)展，車燈做為汽車上的重要組成部件，車燈的生產(chǎn)工藝要求非常嚴(yán)格，戶外的環(huán)境就要求燈具的防塵/防水等級(jí)要求達(dá)到IP65防護(hù)等級(jí)，防塵和防噴水。車燈氣密性檢測(cè)是車燈生產(chǎn)線中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)之一，車燈的氣密性就決定了車燈的性能，使用壽命，這是配套件燈具的基本要求。由于車燈的模具問題，一個(gè)模具只能對(duì)應(yīng)與一款車燈，所以通常一臺(tái)氣密測(cè)漏機(jī)只能配一套模具，只能生產(chǎn)一款車燈。而此款氣密測(cè)漏機(jī)由于體積小，攜帶方便，而且最重要的是不受車燈模具的影響，適用于多款車燈氣密性檢測(cè)，并且精度高，價(jià)格便宜，具有超高的性價(jià)比，深受廣大汽車車燈生產(chǎn)企業(yè)的喜愛。針對(duì)氣密測(cè)漏機(jī)的工藝要求，設(shè)計(jì)了一套S7-200 SMART控制系統(tǒng)，應(yīng)用了SR40 PLC和SMART LINE 700 IE的屏，使設(shè)備操作更加方便，靈活，更高效，穩(wěn)定。
2工藝流程介紹
氣密測(cè)漏機(jī)的控制工藝過程如下流程圖所示，見圖1
本設(shè)備控制過程包括五個(gè)過程，加壓延時(shí)、加壓過程、平衡過程、檢出過程和結(jié)束延時(shí)。每個(gè)過程都設(shè)有標(biāo)志位。有多組配方可供選擇，以滿足生產(chǎn)多種系列燈具的需求。
3方案確定
SMART 200 PLC相比S7-200 PLC，集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，方便快捷，省去了專用編程電纜。通過以太網(wǎng)接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，輕松組網(wǎng)。在處理速度上，指令的執(zhí)行時(shí)間更短，基本指令的執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15μs，在同級(jí)別小型 PLC 中遙遙領(lǐng)先。因此最終確定了用S7-200 SMART PLC + SMART LINE 700 IE觸摸屏替換了歐姆龍PLC+維綸觸摸屏的控制系統(tǒng)的方案。
4產(chǎn)品硬件配置
SIMATIC S7-200 SMART具有集成PROFINET接口，實(shí)現(xiàn)低成本與編程設(shè)備的通訊、強(qiáng)大的集成工藝功能，有效的解決方案，滿足自動(dòng)化需求、和靈活的可擴(kuò)展性、安裝簡(jiǎn)單方便、可拆卸的端子、緊湊的結(jié)構(gòu)可大大節(jié)省了控制柜安裝占用空間等特點(diǎn)。因此系統(tǒng)采用了SR40 CPU AC/DC/RLY的PLC作為控制中樞，其電源為AC220V，節(jié)省了電源模塊、數(shù)字量輸入為DC24V 24點(diǎn)，可直接與輸入點(diǎn)連接、16點(diǎn)輸出為繼電器輸出，干觸點(diǎn)電壓為5~30VDC或5~250VAC,電磁閥的線圈和接觸器的線圈供電電壓為AC220V，故可直接與PLC輸出電路連接，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。
SMART LINE 700 IE觸摸屏準(zhǔn)確地提供了人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)功能，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具備高性價(jià)比。具有集成PROFINET（以太網(wǎng)）接口，實(shí)現(xiàn)低成本與PLC控制設(shè)備的通訊，方便，快捷，強(qiáng)大的通訊功能， 256色真彩顯示，800 X 480 dpi寬屏顯示設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)屏幕相比具有更大的可視面積，使單個(gè)畫面中可以顯示更多的信息，讓操作員具有更舒適的視覺體驗(yàn)，高分辨率使畫面更清晰，畫質(zhì)更細(xì)膩。
設(shè)備硬件配置如下圖所示：見圖2、圖3、圖4
5軟件開發(fā)
根據(jù)氣密性檢測(cè)流程，PLC端子接線圖如圖2所示。I/O信號(hào)分配表如表1所示。
輸出
PLC輸出
功能
Q0.0
故障指示等
Q0.1
正常指示燈
Q0.2
故障蜂鳴器
Q0.3
充氣電磁閥
Q0.4
排氣電磁閥
表1
控制系統(tǒng)工藝分析如下：
在檢查完無故障的情況下，啟動(dòng)設(shè)備。設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行完成各個(gè)過程。
加壓延時(shí)過程，此時(shí)打開排氣電磁閥。
加壓過程，關(guān)閉排氣閥，打開充氣閥。檢測(cè)壓力值是否正常，取模擬量值跟設(shè)定值做對(duì)比，若壓力值過低，則低壓報(bào)警，同時(shí)停止加壓過程，關(guān)閉充氣閥，打開排氣閥。
平衡延時(shí)過程，關(guān)閉充氣閥。檢測(cè)壓力值是否正常，去模擬量值跟設(shè)定值做比較，若超出設(shè)定值，則報(bào)警輸出，同時(shí)結(jié)束平衡延時(shí)過程，打開排氣閥。
檢出過程，此時(shí)取模擬量值跟設(shè)定值做比較，若超出設(shè)定值，則報(bào)警輸出，同時(shí)結(jié)束檢出過程，打開排氣閥。
結(jié)束延時(shí)過程，打開排氣閥，延遲時(shí)間結(jié)束，關(guān)閉排氣閥。
由于使用了SMART LINE 700 觸摸屏，使得設(shè)備界面更加美觀，大方，也大大提高了操作的靈活性。下圖為觸摸屏操作界面。見圖5、圖6、圖7
6應(yīng)用體會(huì)
SIMATIC S7-200 SMART自動(dòng)控制系統(tǒng)與開關(guān)按鈕系統(tǒng)比較，增加了監(jiān)控功能，具有可靠性強(qiáng)、安全性好、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省人員的編制，大大減少因人為的誤操作或開關(guān)損壞而造成的故障，從而提高了工作效率，并相對(duì)提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，是一種有效而實(shí)用的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
通過客戶的使用，證明了氣密測(cè)漏機(jī)控制系統(tǒng)用 PLC 控制的方法是切實(shí)可行的。氣密性檢測(cè)裝置采用 SIMATIC S7-200 SMART PLC 控制器能大大地提高系統(tǒng)的可靠性和極大地提高了設(shè)備自動(dòng)化程度，并使操作程序更加簡(jiǎn)便，客戶較為滿意。
參考文獻(xiàn)
[1] S7-200_SMART_系統(tǒng)手冊(cè)
[2] WinCC flexible 2008 操作手冊(cè)
作者簡(jiǎn)介
沈興計(jì)（1985.1），男，浙江溫州，本科，助理工程師，福建華拓自動(dòng)化技術(shù)有限公司
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