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冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案

   日期:2008-02-01     作者:管理员    

  在冰箱和冷柜的总装生产流水线过程中,在线性能测试是必不可少的,本方案可同时连续检测冰箱工作时的温度、电流、电压、功率,并依数学模型得出检测结果。
  
  传统的性能检测线由:1.地面输送传送部分;2.程控电源部分;3.温度及各种参数采集部分;4.报表生成等几个部分部分组成的。结构方框图如图1所示:

冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案如图

        1.输送线部分

  一般都采用光电开关位置检测输入-经过PLC程序处理-输出由电磁阀带动气缸和变频器带动减速电机驱动。本方案采用是的西门子S7-200CN系列小型PLC;采用有两个RS485串口的CPU226CN为主单元控制。这样既可以在本地采集信号和按钮控制,也可以通过检测室里的PC机控制,方便实现整个测量过程的协同自动完成。

冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案如图

        2.程控电源部分

  用于提供冰箱和测试系统的工作电源,能接受到测试程序的控制并产生110V~220V,50HZ~60HZ的电源,能适应日本、欧美等国家的冰箱用电标准。

  

3.温度及各种参数采集部分

  3.1由DSl8B20和单片机组成的多点测温系统

        DSl8B20是美国DALLAS公司 

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近年来推出的数字式温度传感器,其器件的管芯内集成了温敏元件,数据转换芯片、存储器芯片和计算机接口芯片等多种功能模块。于是器件可直接输出二进制的温敏信号,并通过串行输出与单片机通讯。他的外部只有3根引脚,其中VDD和GND为电源,另一根DO引脚则用作总线(Data In/Out),称为一线式数据总线,与微处理器接口时仅需占用一个I/O端口;器件的测温范围-55~+125℃;测温精度0.5℃;通过编程预设的方法,可直接将温度转换成9~12位二进制数串行输出;最大测温转换时间仅需750ms。这种新型的数字温度传感器出现,给传统的测温接口电路引起了一场变革,并带来明显的经济效益。

  3.2 硬件配置
 
  系统硬件由89C2051单片机和少量外围器件组成,如图3所示。由于DSl8B20采用独特的一线总线接口,一个一线接口上可以挂有多个DSl8B20器件,而每一个器件含有一个惟一的64b串行码,通过识别该码可以区分不同的传感器。主机通过识别串行码选择传感器,对其进行读、写、启动转换、设置报警阀值等操作。同时在器件内有9 B的RAM和3 B的E2PROM,可对传感器的工作方式进行设置并用来存储检测到的温度,供单片机读出。芯片MAX813提供下位机的监控功能,上电、掉电和电网电压过低时都会输出复位信号,同时他还能跟踪1.6s的定时信号,为软件提供Watchdog保护。MAXl483实现TTL电平与RS485电子之间的转换。

冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案如图

        制冷测度采集部分选用达拉斯的DS18B20数字传感器。18B20是经激光标定的分辨率可编程设置的1-Wire数字温度传感器,测量范围-55~125℃,其精度和急定性优于其它同类产品,温度信号的编码发送工作采用爱特美尔的80S52单片机完成,约一秒钟一次的将本地的地址和温度编码通过MAX485芯片构成的 RS485总线发送给检测室的工控PC机。

  通讯为Modbus协议,每条总线可以连接1~127个采集模块。产品的条形码信号同时通过无线条形码阅读器传回工控PC机。

  电性测试如电流、电压、功率等通过带有串口的仪器设备读入工控PC机,上位机通讯软件采用Delphi2007结构化语言编制,与西门子S7-200 PLC采用OPC方式通讯。工控PC机为研华工业级工控机,因为主机只有2个串口,所以采用MOX的8串口卡为扩展串口,操作系统为Windows 2000 Professional,SQL2000数据库服务平台,S7-PC Access OPC 服务器,(Panel PC)界面运行西控冰箱检测线软件包。
  
  4.报表生成部分

  采用商业级DELL台式电脑,运行Office2003和西控检冰箱检测客户端软件包。外设配置标准打印机及条形码打印机。在客户端电脑上可以监控整个流水线的工作状态。

  这几部分采用星型工业网络组成

  数据显示:数据显示采用Delphi2007中的MSFLex Grid控件,将该控件的行和列定义成数组的形式,从而将下位机发送来的各工位上电冰箱冷冻室和冷藏室的温度数据,冰箱压缩机开停机次数显示出来,如图4所示。

冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案如图

  

;      数据存储:系统主要由参数数据库、温度采样点数据库两部分组成。其系统数据结构示意图如图5所示。参数数据库包括系统参数、用户自定义参数、传感器校准参数、电冰箱型号列表及标准参数等。温度采样点数据库记录了每台被测冰箱的型号、检测日期、检测时间、各时刻温度、开停机次数等。系统开始时从参数数据库中读人设定的各项参数,进行初始化,而且在用户修改参数时可以随时更新系统并保存。进行检测前,系统建立以日期、线号、工位号及序号为名称的新数据表,为本次检测数据保存做好准备。每一台被检测的冰箱都有惟一的编号,在数据检索界面里可以查看任意一台冰箱的检测曲线。数据检索方式灵活,既能以编号定向搜索,亦可通过各要素查看一批冰箱的数据。如查看某天某一型号的检测结果,只要在检索界面输入日期、型号,表格会立即显示符合条件的冰箱各项数据,当前被选中的冰箱制冷曲线在界面下方的作图区域里显示出来。

  软件设计上采用清晰模块化的程序设计方法,大量地建立功能函数和通用过程,使结构简明,接口方便。这样既避免了大量的代码重复,有利于软件调试,提高了编程效率,同时还为软

件开发及数据库维护提供了方便。

冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案如图

        项目运行:本方案在河南某冰箱厂2006年投入使用,运行非常稳定,用户的评价良好。
  
  应用体会:基于西门子S7-200PLC组成的自动化系统方案具有简单实用,且性价比较高。 

 
  
  
  
  
 
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