一、系統(tǒng)要求 

現(xiàn)要制定一套自動(dòng)檢測(cè)方案來(lái)檢測(cè)手柄瞬時(shí)壓力的測(cè)試系統(tǒng)，具體的控制要求如下：

1、能夠檢測(cè)生產(chǎn)線組裝部件;生產(chǎn)能力150臺(tái)/h。

2、手柄的關(guān)閉壓力15N&plun;1N;傳感器的誤差檢測(cè)范圍在≤0.5%以內(nèi)。

3、系統(tǒng)配有緊急停止控制開(kāi)關(guān);配有行程和負(fù)載的保護(hù)裝置。

4、采用控制器和計(jì)算機(jī)配合的控制系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)控制方案

根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求，采用S7-200 PLC作為主控制器來(lái)采集和分析手柄的瞬時(shí)壓力的大小，做信號(hào)分析，根據(jù)產(chǎn)品的變化，應(yīng)力可以設(shè)定。

S7-200PLC是針對(duì)小型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的可編程控制器，它的特點(diǎn)是：易組態(tài)，容易學(xué)習(xí)，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而占據(jù)很大的市場(chǎng)份額。CPU集成了部分DI和DO的控制點(diǎn)，如圖1所示：

圖1 SIEMENS S7-200PLC的CPU

根據(jù)壓力的大小確認(rèn)是否要求使用伺服系統(tǒng)來(lái)調(diào)整壓力。在伺服系統(tǒng)需要調(diào)整判斷過(guò)程中，需要檢測(cè)判斷伺服電機(jī)是否到位，可以根據(jù)限位開(kāi)關(guān)的動(dòng)作情況PLC確認(rèn)伺服電機(jī)是否到位。但是伺服控制的過(guò)程是借助于S7-200的脈沖輸出通道來(lái)完成的，這樣能夠伺服電機(jī)的控制。

應(yīng)力傳感器的測(cè)力準(zhǔn)確性可以采用高，高靈敏度的傳感器，這樣可以在測(cè)力過(guò)程中控制器能夠準(zhǔn)確采集瞬時(shí)變化的應(yīng)力，然后根據(jù)應(yīng)力的大小，判斷是否讓伺服電機(jī)動(dòng)作。

在上氣缸受到應(yīng)力時(shí)，向下移動(dòng)過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)力保護(hù)裝置，當(dāng)壓力過(guò)大將手柄壓下過(guò)低需要采取保護(hù)，PLC可以通過(guò)限位開(kāi)關(guān)或者光電開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)手柄的位置是否過(guò)當(dāng)前的位置。當(dāng)該位置時(shí)，就應(yīng)該停止氣缸的移動(dòng)，否則會(huì)將設(shè)備損壞。另外，當(dāng)PLC檢測(cè)應(yīng)力合適后，要將手柄移開(kāi)，可以使用旋轉(zhuǎn)氣缸將手柄抬起，抬起過(guò)程要檢測(cè)抬起是否過(guò)規(guī)定的位置，需要使用限位開(kāi)關(guān)或者光電開(kāi)關(guān)來(lái)限制抬起的位置，整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)PLC控制器來(lái)完成。

PLC可以接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的控制按鈕箱中的一些按鈕信號(hào)，例如緊急停止按鈕信號(hào)需要被采集到控制系統(tǒng)中作為保護(hù)的一個(gè)不可少的部分。

在機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中，采用當(dāng)前應(yīng)用廣泛的WinCC V6.0組態(tài)監(jiān)控軟件， WinCC V6.0是西門(mén)子主流的人機(jī)界面軟件，通過(guò)通訊模塊可以實(shí)現(xiàn)和S7-200 控制器無(wú)縫、、穩(wěn)定的通訊連接。WINCC是SIEMENS在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的技術(shù)與MICROSOFT在軟件世界的水平相結(jié)合的產(chǎn)物。WINCC即WINDOWS_CONTROL_CERTER（視窗控制中心）。WINCC是一個(gè)強(qiáng)大的開(kāi)放的監(jiān)控系統(tǒng)，既可以用來(lái)完成小規(guī)模的簡(jiǎn)單的過(guò)程監(jiān)控應(yīng)用，也可以用來(lái)完成復(fù)雜的應(yīng)用。在任何情況下WINCC都可以生成漂亮而便捷的人機(jī)對(duì)話接口，使操作員能夠清晰地管理和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。

采用WinCC服務(wù)器，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，我們通過(guò)組態(tài)主要提供以下操作畫(huà)面：

（1）操作菜單界面：系統(tǒng)主要的操作畫(huà)面，通過(guò)按鈕和切換鍵來(lái)切換；

（2）系統(tǒng)總貌畫(huà)面：提供本系統(tǒng)總貌的平面布置圖，一方面反映系統(tǒng)總體工藝流程和平面布置，同時(shí)還提供畫(huà)面進(jìn)入功能，用戶通過(guò)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)流程進(jìn)入相應(yīng)的工段流程畫(huà)面；

（3）用戶流程圖畫(huà)面：提供主要工段的生產(chǎn)流程畫(huà)面，在該畫(huà)面中顯示主要的工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等，并可進(jìn)行關(guān)鍵位置的集中操作。通過(guò)該畫(huà)面，可以進(jìn)入各工段單點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行顯示畫(huà)面進(jìn)行局部位置的和操作；

（4）測(cè)點(diǎn)一覽畫(huà)面：以表格形式顯示系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的當(dāng)前信息，包括模擬量輸入、輸出和開(kāi)關(guān)量輸入、輸出，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)參數(shù)越限報(bào)警；

(5) 趨勢(shì)顯示畫(huà)面：提供主要監(jiān)控參數(shù)的趨勢(shì)顯示，包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示和歷史趨勢(shì)顯示，趨勢(shì)顯示內(nèi)容可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，包括顯示上下限、顯示顏色，顯示時(shí)間段等，并可以查詢?nèi)我鈺r(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)；

（6）報(bào)警查詢畫(huà)面：對(duì)報(bào)警信息的查詢，查詢內(nèi)容包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警信息發(fā)生時(shí)的狀態(tài)等；

（7）單點(diǎn)信息顯示畫(huà)面：將關(guān)鍵點(diǎn)的趨勢(shì)、狀態(tài)、當(dāng)前信息等集中在一副畫(huà)中顯示；

（8）打印功能：系統(tǒng)管理提供了定時(shí)打印、事故打印和隨機(jī)打印幾種方式，操作員可以根據(jù)系統(tǒng)管理需要方便地使用。

三、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和控制方案確定的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如下圖2所示：

圖2  系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)圖中可以看到，有計(jì)算機(jī)安裝Wincc，借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能Wincc完成數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)顯示，故障記錄，歷史數(shù)據(jù)查詢和指令發(fā)送等。