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    SIMATIC IPC 在电子节温器
    终检测试中的应用

    作者: 郭  恺  儒拉玛特自动化技术(苏州)有限公司
        王鑫晔  澳门永利赌场网址官网 - 欢迎进入 
    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:Siemens Nano IPC227E嵌入式无风扇工控机
        下位机:NI FGPA 实时嵌入式控制器cRIO-9066
        数据采集模块:高速数字输入模块NI 9401,模拟输入模块NI 9215,模拟输出模块NI 9263,数字输出模块NI 9476,数字输入模块NI 9425
        特殊元器件:ATEQ F620泄漏测试仪,ATEQD 520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,SQL Server 2012
     
    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,澳门永利赌场网址官网,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Siemens Nano IPC227E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NI FPGA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BOX PC 227E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。澳门永利赌场网址官网 - 欢迎进入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。