1、項目簡介
在現今社會，汽車行業飛速發展，車燈做為汽車上的重要組成部件，車燈的生產工藝要求非常嚴格，戶外的環境就要求燈具的防塵/防水等級要求達到IP65防護等級，防塵和防噴水。車燈氣密性檢測是車燈生產線中最重要的一個環節之一，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，一個模具只能對應與一款車燈，所以通常一臺氣密測漏機只能配一套模具，只能生產一款車燈。而此款氣密測漏機由于體積小，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，并且精度高，價格便宜，具有超高的性價比，深受廣大汽車車燈生產企業的喜愛。針對氣密測漏機的工藝要求，設計了一套S7-200 SMART控制系統，應用了SR40 PLC和SMART LINE 700 IE的屏，使設備操作更加方便，靈活，更高效，穩定。
2、工藝流程介紹
氣密測漏機的控制工藝過程如下流程圖所示，見圖1
本設備控制過程包括五個過程，加壓延時、加壓過程、平衡過程、檢出過程和結束延時。每個過程都設有標志位。有多組配方可供選擇，以滿足生產多種系列燈具的需求。
3、方案確定
SMART 200 PLC相比S7-200 PLC，集成了強大的以太網通信功能。一根普通的網線即可將程序下載到PLC中，方便快捷，省去了專用編程電纜。通過以太網接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網。在處理速度上，指令的執行時間更短，基本指令的執行時間可達0.15μs，在同級別小型 PLC 中遙遙領先。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的方案。
4、產品硬件配置
SIMATIC S7-200 SMART具有集成PROFINET接口，實現低成本與編程設備的通訊、強大的集成工藝功能，有效的解決方案，滿足自動化需求、和靈活的可擴展性、安裝簡單方便、可拆卸的端子、緊湊的結構可大大節省了控制柜安裝占用空間等特點。因此系統采用了SR40 CPU AC/DC/RLY的PLC作為控制中樞，其電源為AC220V，節省了電源模塊、數字量輸入為DC24V 24點，可直接與輸入點連接、16點輸出為繼電器輸出，干觸點電壓為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，使系統簡單可靠。
SMART LINE 700 IE觸摸屏準確地提供了人機界面的標準功能，經濟實用，具備高性價比。具有集成PROFINET（以太網）接口，實現低成本與PLC控制設備的通訊，方便，快捷，強大的通訊功能， 256色真彩顯示，800 X 480 dpi寬屏顯示設計和傳統屏幕相比具有更大的可視面積，使單個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，高分辨率使畫面更清晰，畫質更細膩。
設備硬件配置如下圖所示：見圖2、圖3、圖4
5、軟件開發
根據氣密性檢測流程，PLC端子接線圖如圖2所示。I/O信號分配表如表1所示。
表1
控制系統工藝分析如下：
在檢查完無故障的情況下，啟動設備。設備自動運行完成各個過程。
加壓延時過程，此時打開排氣電磁閥。
加壓過程，關閉排氣閥，打開充氣閥。檢測壓力值是否正常，取模擬量值跟設定值做對比，若壓力值過低，則低壓報警，同時停止加壓過程，關閉充氣閥，打開排氣閥。
平衡延時過程，關閉充氣閥。檢測壓力值是否正常，去模擬量值跟設定值做比較，若超出設定值，則報警輸出，同時結束平衡延時過程，打開排氣閥。
檢出過程，此時取模擬量值跟設定值做比較，若超出設定值，則報警輸出，同時結束檢出過程，打開排氣閥。
結束延時過程，打開排氣閥，延遲時間結束，關閉排氣閥。
由于使用了SMART LINE 700 觸摸屏，使得設備界面更加美觀，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、應用體會
SIMATIC S7-200 SMART自動控制系統與開關按鈕系統比較，增加了監控功能，具有可靠性強、安全性好、準確性高等優點，可節省人員的編制，大大減少因人為的誤操作或開關損壞而造成的故障，從而提高了工作效率，并相對提高了社會經濟效益，是一種有效而實用的自動控制系統。
通過客戶的使用，證明了氣密測漏機控制系統用 PLC 控制的方法是切實可行的。氣密性檢測裝置采用 SIMATIC S7-200 SMART PLC 控制器能大大地提高系統的可靠性和極大地提高了設備自動化程度，并使操作程序更加簡便，客戶較為滿意。
參考文獻
[1] S7-200_SMART_系統手冊
[2] WinCC flexible 2008 操作手冊
作者簡介
沈興計（1985.1），男，浙江溫州，本科，助理工程師，福建華拓自動化技術有限公司
E-Mail:sxj@fjht.com.cn Mobile:18805811287
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