摘要：介紹了基于西門子S7-200的電冰箱制冷性能檢測(cè)線上的數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)、采集系統(tǒng),闡述了硬件、軟件的構(gòu)成并詳細(xì)說明了在Windows環(huán)境下運(yùn)用Delphi2007實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的過程.該系統(tǒng)在電冰箱廠的檢測(cè)線上應(yīng)用后取得了很好的效果
關(guān)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(chǎn)流水線過程中，在線性能測(cè)試是必不可少的，本方案可同時(shí)連續(xù)檢測(cè)冰箱工作時(shí)的溫度、電流、電壓、功率，并依數(shù)學(xué)模型得出檢測(cè)結(jié)果。
傳統(tǒng)的性能檢測(cè)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(shù)采集部分；4，報(bào)表生成等幾個(gè)部分部分組成的。結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示：
1，輸送線部分
一般都采用光電開關(guān)位置檢測(cè)輸入-經(jīng)過PLC程序處理-輸出由電磁閥帶動(dòng)氣缸和變頻器帶動(dòng)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本方案采用是的西門子S7-200CN系列小型PLC；采用有兩個(gè)RS485串口的CPU226CN為主單元控制。這樣既可以在本地采集信號(hào)和按鈕控制，也可以通過檢測(cè)室里的
PC機(jī)控制，方便實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)量過程的協(xié)同自動(dòng)完成。
2，程控電源部分
用于提供冰箱和測(cè)試系統(tǒng)的工作電源，能接受到測(cè)試程序的控制并產(chǎn)生110V~220V，50HZ~60HZ的電源，能適應(yīng)日本、歐美等國家的冰箱用電標(biāo)準(zhǔn)。
3，溫度及各種參數(shù)采集部分
由DSl8B20和單片機(jī)組成的多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)
DSl8B20是美國DALLAS公司近年來推出的數(shù)字式溫度傳感器，其器件的管芯內(nèi)集成了溫敏元件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片、存儲(chǔ)器芯片和計(jì)算機(jī)接口芯片等多種功能模塊。于是器件可直接輸出二進(jìn)制的溫敏信號(hào)，并通過串行輸出與單片機(jī)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(shù)據(jù)總線，與微處理器接口時(shí)僅需占用一個(gè)I／O端口；器件的測(cè)溫范圍一55～+125℃；測(cè)溫精度0．5℃；通過編程預(yù)設(shè)的方法，可直接將溫度轉(zhuǎn)換成9～12位二進(jìn)制數(shù)串行輸出；最大測(cè)溫轉(zhuǎn)換時(shí)間僅需750ms。這種新型的數(shù)字溫度傳感器出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的測(cè)溫接口電路引起了一場(chǎng)變革，并帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
2．2 硬件配置
系統(tǒng)硬件由89C2051單片機(jī)和少量外圍器件組成，如圖3所示。由于DSl8B20采用獨(dú)特的一線總線接口，一個(gè)一線接口上可以掛有多個(gè)DSl8B20器件，而每一個(gè)器件含有一個(gè)惟一的64b串行碼，通過識(shí)別該碼可以區(qū)分不同的傳感器。主機(jī)通過識(shí)別串行碼選擇傳感器，對(duì)其進(jìn)行讀、寫、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換、設(shè)置報(bào)警閥值等操作。同時(shí)在器件內(nèi)有9 B的RAM和3 B的E2PROM，可對(duì)傳感器的工作方式進(jìn)行設(shè)置并用來存儲(chǔ)檢測(cè)到的溫度，供單片機(jī)讀出。芯片MAX813提供下位機(jī)的監(jiān)控功能，上電、掉電和電網(wǎng)電壓過低時(shí)都會(huì)輸出復(fù)位信號(hào)，同時(shí)他還能跟蹤1．6s的定時(shí)信號(hào)，為軟件提供Watchdog保護(hù)。MAXl483實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS485電子之間的轉(zhuǎn)換。
制冷測(cè)度采集部分選用達(dá)拉斯的DS18B20數(shù)字傳感器。18B20是經(jīng)激光標(biāo)定的分辨率可編程設(shè)置的1-Wire數(shù)字溫度傳感器，測(cè)量范圍-55~125C其精度和急定性優(yōu)于其它同類產(chǎn)品，溫度信號(hào)的編碼發(fā)送工作采用愛特美爾的80S52單片機(jī)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(gòu)成的 RS485總線發(fā)送給檢測(cè)室的工控PC機(jī)
通訊為Modbus協(xié)議，每條總線可以連接1~127個(gè)采集模塊。產(chǎn)品的條形碼信號(hào)同時(shí)通過無線條形碼閱讀器傳回工控PC機(jī)
電性測(cè)試如電流、電壓、功率等通過帶有串口的儀器設(shè)備讀入工控PC機(jī)，上位機(jī)通訊軟件采用Delphi2007結(jié)構(gòu)化語言編制，與西門子S7-200 PLC采用OPC方式通訊。工控PC機(jī)為研華工業(yè)級(jí)工控機(jī)，因?yàn)橹鳈C(jī)只有2個(gè)串口，所以采用MOX的8串口卡為擴(kuò)展串口，操作系統(tǒng)為Windows 2000 Professional，SQL2000數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺(tái)，S7-PC Access OPC 服務(wù)器，（Panel PC）界面運(yùn)行西控冰箱檢測(cè)線軟件包。
4，報(bào)表生成部分。
采用 商業(yè)級(jí)DELL臺(tái)式電腦，運(yùn)行Office2003和西控檢冰箱檢測(cè)客戶端軟件包。外設(shè)配置標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)及條形碼打印機(jī)。在客戶端電腦上可以監(jiān)控整個(gè)流水線的工作狀態(tài)。
這幾部分采用星型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組成
數(shù)據(jù)顯示
數(shù)據(jù)顯示采用Delphi2007中的MSFLex Grid控件，將該控件的行和列定義成數(shù)組的形式，從而將下位機(jī)發(fā)送來的各工位上電冰箱冷凍室和冷藏室的溫度數(shù)據(jù)，冰箱壓縮機(jī)開停機(jī)次數(shù)顯示出來，如圖4所示。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
系統(tǒng)主要由參數(shù)數(shù)據(jù)庫、溫度采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫兩部分組成。其系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。參數(shù)數(shù)據(jù)庫包括系統(tǒng)參數(shù)、用戶自定義參數(shù)、傳感器校準(zhǔn)參數(shù)、電冰箱型號(hào)列表及標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等。溫度采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫記錄了每臺(tái)被測(cè)冰箱的型號(hào)、檢測(cè)日期、檢測(cè)時(shí)間、各時(shí)刻溫度、開停機(jī)次數(shù)等。系統(tǒng)開始時(shí)從參數(shù)數(shù)據(jù)庫中讀人設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行初始化，而且在用戶修改參數(shù)時(shí)可以隨時(shí)更新系統(tǒng)并保存。進(jìn)行檢測(cè)前，系統(tǒng)建立以日期、線號(hào)、工位號(hào)及序號(hào)為名稱的新數(shù)據(jù)表，為本次檢測(cè)數(shù)據(jù)保存做好準(zhǔn)備。每一臺(tái)被檢測(cè)的冰箱都有惟一的編號(hào)，在數(shù)據(jù)檢索界面里可以查看任意一臺(tái)冰箱的檢測(cè)曲線。數(shù)據(jù)檢索方式靈活，既能以編號(hào)定向搜索，亦可通過各要素查看一批冰箱的數(shù)據(jù)。如查看某天某一型號(hào)的檢測(cè)結(jié)果，只要在檢索界面輸入日期、型號(hào)，表格會(huì)立即顯示符合條件的冰箱各項(xiàng)數(shù)據(jù)，當(dāng)前被選中的冰箱制冷曲線在界面下方的作圖區(qū)域里顯示出來。
軟件設(shè)計(jì)上采用清晰模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，大量地建立功能函數(shù)和通用過程，使結(jié)構(gòu)簡明，接口方便。這樣既避免了大量的代碼重復(fù)，有利于軟件調(diào)試，提高了編程效率，同時(shí)還為軟件開發(fā)及數(shù)據(jù)庫維護(hù)提供了方便。
一、 項(xiàng)目運(yùn)行
本方案在河南某冰箱廠2006年投入使用，運(yùn)行非常穩(wěn)定，用戶的評(píng)價(jià)良好。
二、 應(yīng)用體會(huì)
基于西門子S7-200PLC組成的自動(dòng)化系統(tǒng)方案具有簡單實(shí)用，且性價(jià)比較高。
