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SIMATIC IPC 在电子节温器终检测试中的应用_3

2019-04-19 12:00栏目:观点
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  作者:郭恺 儒拉玛特自动化技术(苏州)有限公司

   王鑫晔 上海西纵自动化科技有限公司

  一,项目介绍

  儒拉玛特自动化技术(苏州)有限公司接到客户需求,需要完成一整套电子节温器的终检测试设备,该设备用于产品阀芯和各个管路的密封性、阀芯控制电机的性能、产品防错,数据追溯。针对客户需求,采用基于西门子IPC硬件平台的控制方案进行非标设计。

  二,控制系统组成

系统拓扑图

  上位机:SiemensNanoIPC227E嵌入式无风扇工控机

  下位机:NIFGPA实时嵌入式控制器cRIO-9066

  数据采集模块:高速数字输入模块NI9401,模拟输入模块NI9215,模拟输出模块NI9263,数字输出模块NI9476,数字输入模块NI9425

  特殊元器件:ATEQF620泄漏测试仪,ATEQD520流量测试仪,Datalogic读码器,LEM霍尔电流互感器,Baumer编码器,H桥电机控制器,FESTO多针阀岛

  开发软件:LabVIEW,SQLServer2012

  闭环控制原理图

  三,控制系统功能实现

  对产品直流无刷电机的角度闭环控制精度要求达到0.5?,控制使用PID+PWM的方式,反馈输入用SENT信号,设备生产节拍短,要求产品电机响应迅速,实时系统的扫描周期可以达到0.1ms,因此传统的PLC无法胜任控制工作。

  故项目使用工控机作为中央控制器,控制动作流程,信号采集,计算分析工艺数据,通过串口读取产品二维码信息、泄漏测试结果,向产线追溯工控机提交工艺数据。工控机直接控制系统也避免了以往PLC+IPC带来的通讯交互问题,

  电子节温器的控制IC以SENT协议输出角度,高速数字IO采集信号,编码器用于验证产品输出角度的跟随性。产品电机的实时控制以及电机工作电流的采集,采用了模拟量输入输出卡。根据测试流程,产品电机将阀芯旋转的不同的角度,导通不同的管路,气缸封堵产品各个管口并切相应的气路,泄漏测试仪和流量测试仪在不同位置进行泄漏测试及流量测试。产品合格后,驱动打印机打印成品标签,并保存数据。为实现全部功能,系统使用了16片电磁阀,数字IO点数量达到160。

  如果使用传统的工控机来完成测试,有很多缺点:

  体积大,不便安装放置,影响机械布局;

  采集卡众多,插槽数量紧张,数据线缆布线困难;

  现场工况恶劣,主板、采集卡、风扇极易沾染油污、粉尘,造成损坏;

  需要定期更换过滤器滤网,清洁电路板;

  自带网卡只有一个插孔,增加一块网卡则会浪费一个插槽。

  而使用SiemensNanoIPC227E嵌入式无风扇工控机,有诸多优点:

  小巧玲珑,可以安装在电柜中的DIN导轨上,不影响布局;

  无风扇设计避免了油污、粉尘对产品内部的损害;

  无风扇亦无滤网,无需维护和清洁;

  可以使用分布式布局,通过网线连接NIFPGA实时控制器,减少布线;

  双千兆以太网卡,一路用于一路连接工业交换机,控制各种外设,并连接到产线追溯工控机,另一路用于连接客户服务器,网络配置独立;

  售后团队技术专业、响应及时、服务出色,能为客户考虑预留备件。

  四,项目执行情况

  目前设备已经顺利在客户现场投入使用,每天量产1440件产品,设备7x24小时的连续生产,系统稳定可靠,保证了客户产品的质量,优化的设计缩短了产品的测试节拍,给客户带来了更佳的效益和口碑。

  因为嵌入式工控机体积小巧带来的布局优势,给客户的生产部、维护部、质量部、IT部带来了便利,有效减少了各方的工作量,受到了一致的好评!

  设备控制柜

  西门子嵌入式工控机应用

  五,结束语

  儒拉玛特作为非标自动化领域的领导者,在电子节温器的终检测试设备中通过使用基于西门子BOXPC227E硬件平台的控制方案,完美的解决了客户所提出的技术参数要求。上海西纵自动化科技有限公司作为西门子工业自动化领域授权系统集成商,为儒拉玛特不仅仅提供了硬件PC平台,还提供了基于PC的控制方案。西门子IPC,专业的设计和精良的做工,全面提升了设备档次,产品稳定的表现和出色的性能,给客户留下了深刻的印象。在和西门子的全面的合作中,我司得到了专业的意见和建议,设计水平也由此得到了很大提升。