冰箱检测线与冰箱输送线集成化的组织方案

　　摘要：介绍了基于西门子S7-200的电冰箱制冷性能检测线上的数据自动检测、采集系统,阐述了硬件、软件的构成并详细说明了在Windows环境下运用Delphi2007实现上位机与PLC之间的实时数据通信的过程.该系统在电冰箱厂的检测线上应用后取得了很好的效果
　　
　　关键词：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：
　　

　　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。
　　

　　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
　　由DSl8B20和单片机组成的多点测温系统
　　DSl8B20是美国DALLAS公司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；器件的测温范围一55～+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。
　　2．2 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。
　　

　　
　　
　　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-55~125C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。
　　

　　
　　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。
　　
　　

　　一、 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。
　　
　　二、 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。