冰箱檢測線與冰箱輸送線集成化的組織方案

　　摘要：介紹了基于西門子S7-200的電冰箱制冷性能檢測線上的數據自動檢測、采集系統,闡述了硬件、軟件的構成并詳細說明了在Windows環境下運用Delphi2007實現上位機與PLC之間的實時數據通信的過程.該系統在電冰箱廠的檢測線上應用后取得了很好的效果
　　
　　關鍵詞：S7200 CP243-1 OPC
　　
　　Abstract:Based on Siemens S7-200 refrigerators refrigeration performance test data online automatic detection, acquisition system, on the hardware, software and a detailed description of the use of the Windows environment Delphi2007 Between PC and PLC real-time data communication between the process. The system, refrigerator Factory online application after detection achieved very good results
　　
　　Key Words: S7200 CP243-1 OPC
　　正文：
　　在冰箱和冷柜的總裝生產流水線過程中，在線性能測試是必不可少的，本方案可同時連續檢測冰箱工作時的溫度、電流、電壓、功率，并依數學模型得出檢測結果。
　　
　　傳統的性能檢測線由：1，地面輸送傳送部分；2，程控電源部分；3，溫度及各種參數采集部分；4，報表生成等幾個部分部分組成的。結構方框圖如圖1所示：
　　

　　1，輸送線部分
　　一般都采用光電開關位置檢測輸入-經過PLC程序處理-輸出由電磁閥帶動氣缸和變頻器帶動減速電機驅動。本方案采用是的西門子S7-200CN系列小型PLC；采用有兩個RS485串口的CPU226CN為主單元控制。這樣既可以在本地采集信號和按鈕控制，也可以通過檢測室里的
　　PC機控制，方便實現整個測量過程的協同自動完成。
　　

　　2，程控電源部分
　　用于提供冰箱和測試系統的工作電源，能接受到測試程序的控制并產生110V~220V，50HZ~60HZ的電源，能適應日本、歐美等國家的冰箱用電標準。
　　3，溫度及各種參數采集部分
　　由DSl8B20和單片機組成的多點測溫系統
　　DSl8B20是美國DALLAS公司近年來推出的數字式溫度傳感器，其器件的管芯內集成了溫敏元件，數據轉換芯片、存儲器芯片和計算機接口芯片等多種功能模塊。于是器件可直接輸出二進制的溫敏信號，并通過串行輸出與單片機通訊。他的外部只有3根引腳，其中VDD和GND為電源，另一根DO引腳則用作總線(Data In／Out)，稱為一線式數據總線，與微處理器接口時僅需占用一個I／O端口；器件的測溫范圍一55～+125℃；測溫精度0．5℃；通過編程預設的方法，可直接將溫度轉換成9～12位二進制數串行輸出；最大測溫轉換時間僅需750ms。這種新型的數字溫度傳感器出現，給傳統的測溫接口電路引起了一場變革，并帶來明顯的經濟效益。
　　2．2 硬件配置
　　系統硬件由89C2051單片機和少量外圍器件組成，如圖3所示。由于DSl8B20采用獨特的一線總線接口，一個一線接口上可以掛有多個DSl8B20器件，而每一個器件含有一個惟一的64b串行碼，通過識別該碼可以區分不同的傳感器。主機通過識別串行碼選擇傳感器，對其進行讀、寫、啟動轉換、設置報警閥值等操作。同時在器件內有9 B的RAM和3 B的E2PROM，可對傳感器的工作方式進行設置并用來存儲檢測到的溫度，供單片機讀出。芯片MAX813提供下位機的監控功能，上電、掉電和電網電壓過低時都會輸出復位信號，同時他還能跟蹤1．6s的定時信號，為軟件提供Watchdog保護。MAXl483實現TTL電平與RS485電子之間的轉換。
　　

　　
　　
　　制冷測度采集部分選用達拉斯的DS18B20數字傳感器。18B20是經激光標定的分辨率可編程設置的1-Wire數字溫度傳感器，測量范圍-55~125C其精度和急定性優于其它同類產品，溫度信號的編碼發送工作采用愛特美爾的80S52單片機完成，約一秒鐘一次的將本地的地址和溫度編碼通過MAX485芯片構成的 RS485總線發送給檢測室的工控PC機
　　通訊為Modbus協議，每條總線可以連接1~127個采集模塊。產品的條形碼信號同時通過無線條形碼閱讀器傳回工控PC機
　　電性測試如電流、電壓、功率等通過帶有串口的儀器設備讀入工控PC機，上位機通訊軟件采用Delphi2007結構化語言編制，與西門子S7-200 PLC采用OPC方式通訊。工控PC機為研華工業級工控機，因為主機只有2個串口，所以采用MOX的8串口卡為擴展串口，操作系統為Windows 2000 Professional，SQL2000數據庫服務平臺，S7-PC Access OPC 服務器，（Panel PC）界面運行西控冰箱檢測線軟件包。
　　
　　4，報表生成部分。
　　采用 商業級DELL臺式電腦，運行Office2003和西控檢冰箱檢測客戶端軟件包。外設配置標準打印機及條形碼打印機。在客戶端電腦上可以監控整個流水線的工作狀態。
　　這幾部分采用星型工業網絡組成
　　數據顯示
　　數據顯示采用Delphi2007中的MSFLex Grid控件，將該控件的行和列定義成數組的形式，從而將下位機發送來的各工位上電冰箱冷凍室和冷藏室的溫度數據，冰箱壓縮機開停機次數顯示出來，如圖4所示。
　　

　　
　　數據存儲
　　系統主要由參數數據庫、溫度采樣點數據庫兩部分組成。其系統數據結構示意圖如圖5所示。參數數據庫包括系統參數、用戶自定義參數、傳感器校準參數、電冰箱型號列表及標準參數等。溫度采樣點數據庫記錄了每臺被測冰箱的型號、檢測日期、檢測時間、各時刻溫度、開停機次數等。系統開始時從參數數據庫中讀人設定的各項參數，進行初始化，而且在用戶修改參數時可以隨時更新系統并保存。進行檢測前，系統建立以日期、線號、工位號及序號為名稱的新數據表，為本次檢測數據保存做好準備。每一臺被檢測的冰箱都有惟一的編號，在數據檢索界面里可以查看任意一臺冰箱的檢測曲線。數據檢索方式靈活，既能以編號定向搜索，亦可通過各要素查看一批冰箱的數據。如查看某天某一型號的檢測結果，只要在檢索界面輸入日期、型號，表格會立即顯示符合條件的冰箱各項數據，當前被選中的冰箱制冷曲線在界面下方的作圖區域里顯示出來。
　　軟件設計上采用清晰模塊化的程序設計方法，大量地建立功能函數和通用過程，使結構簡明，接口方便。這樣既避免了大量的代碼重復，有利于軟件調試，提高了編程效率，同時還為軟件開發及數據庫維護提供了方便。
　　
　　

　　一、 項目運行
　　 本方案在河南某冰箱廠2006年投入使用，運行非常穩定，用戶的評價良好。
　　
　　二、 應用體會
　　 基于西門子S7-200PLC組成的自動化系統方案具有簡單實用，且性價比較高。