plc技术的水壶气密测试
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引言
目前，在国内的汽车制造行业中还没有抛弃原有的水泡法，并且大多数研究机构在汽车行业还没有研究出超前的自动气密检测设备；国外也只有德国、美国等发达国家才有相关的仪器设备，但是价格非常昂贵。如果国内汽车行业每年因急需此类的仪器设备不得不花费数千万元进口。
为了解决并改变这一现象，我们根据当前工业发展的实际检测需求，采用德国西门子公司的PLC、法国阿黛凯测试仪和德国Festo阀岛，通过独特的气路设计结构，利用PLC控制外部的硬件设备来实现测试气密设备的密封性能。我们设计出能够测试多种水壶气密性能的设备，并且能够适合多种产品的气密测试，能够适应批量生产的工作测试，稳定性比一般的水泡法要强许多。
气密测试设备的介绍
（一）设备的组织结构设计
气密测试设备因为需要作业员长时间来操作，所以在设计的同时要能够首先考虑到作业员的人身安全以及可以减少作业员工作量的大小来进行合理的设计，此套气密设备的组织结构不仅做到了以上所描述的两点同时还在程序方面减少了设备工作的周期。设备主要结构设计如下且（见图1-1）：
1.安全光幕：当设备在运行时，操作人员将手伸进设备时，阻挡到安全光幕时，设备会紧急停止，这样能够很好的保护操作人员的安全，避免发生不必要的安全事故。
2.悬臂式触摸屏：此设计可以使触摸屏旋转360°，同时还配备了手动和自动的操作按钮，在设备需要调试以及校准的时候采用手动调试的界面，来达到测试水壶的密封要求。当各项指标都合格的时候，就可以采用自动的模式来反复测试水壶的密封性能。
3.后方设有非接触式们开关：增加这一开关也是为了放置设备在自动运行的状态时有人打开后门被设备误伤。此开关使用的是欧姆龙的接触式开关，分为上下两部分，在门关闭的时候检测到上下两部分，一直有输出信号，如果门被打开了，那么信号中断了，plc收到信号则会停止一切动作，设备紧急停止。
4.双手启动：双手启动按钮也是为了操作人员的安全，操作人员做的次数多了，时间长了之后精神就不集中了，假如单手操作按钮，另一只手还在设备里时就会容易将手压伤。
5.缓冲弹簧：气缸在下压的过程中将要到达产品上部时，给气缸一个缓冲的力，这样就可以有效的避免因为气缸而损坏产品的现象出
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一直有输出信号，如果门被打开了，那么信号中断了，plc收到信号则会停止一切动作，设备紧急停止。
4.双手启动：双手启动按钮也是为了操作人员的安全，操作人员做的次数多了，时间长了之后精神就不集中了，假如单手操作按钮，另一只手还在设备里时就会容易将手压伤。
5.缓冲弹簧：气缸在下压的过程中将要到达产品上部时，给气缸一个缓冲的力，这样就可以有效的避免因为气缸而损坏产品的现象出现，同时也保证的了产品的质量。
6.电气一体插头：设备同时采用电气一体的哈丁接头，这样不仅能够减少设备的空间，也可以将治具的插头更加紧固的插在设备上，防止设备在运行过程中造成漏气和短路的危险，也方便员工的治具的更换。
7.气路设计：采用一体式阀岛来对设备进行控制，用走总线的方式来进行PLC对其的指令控制，来达到自动化的要求。每一个阀片都是一个个体，都有专门的控制点位。
8.电箱设计：嵌在设备框架底部，这样既可以节省空间，又美观，而且还方便接线与维修。电箱门开关上还有隔离开关，以便用于设备快速断电和通电等。
图1-1：设备3D图
（二）测试设备的工作原理
测试设备的工作原理主要就是先将水壶的每一个管口堵上，第二步利用测试仪的压缩空气对水壶内部进行充气，测试仪用来监控充气的压力以及流量的大小，当水壶内部压力能够承受所设定压力值的时候才合格。第三步依次打开测试水壶的管口，在利用测试仪来监控每一个管口的排气大小来判定水壶的管口是否有堵塞。在进行这一整套的流程之后，就可以对水壶的密封性能进行一个合理的检测判定。
二、PLC选型及控制程序
（一）PLC的选型
在做PLC系统设计时，首先应该确定选择的控制方案，第二步就是PLC的选型以及其工艺流程。PLC在选型首先是主要注意PLC的所用于的场合，是单个设备还是用于多个设备集合形成一个流水线的场合。其次是根据要求估算出设备所需要的I/O点的数量，控制功能的要求、所需的存储容量、外部设备的控制要求、通信功能等等，最后再选择合适的PLC来控制系统。
1.输入输出I/O点的数量估算
我们在估算PLC的输入输出I/O点的时候，必须理清楚设备的控制流程以及设备所需要的达到的功能，最后再计算出PLC的所有点位，在这些点位的基础上再加上增加10%~20%的输入和输出的扩展模块，以便于设备在后期的改善以及维修。
2.控制功能的要求
在选择控制功能的时候，我们大多数选择的是梯形图的功能，但是在一些特殊的场合我们在编程时还需要PLC具有顺序功能图、指令表、功能模块等编程语言，这样才能够更加的符合我们编程的要求。
3.所需的存储容量的选择
PLC存储容量的选择也是很重要的，PLC在运行的过程中整个系统都在不停的运转，PLC的程序是非常关键重要的，一般情况下PLC自带的内存是可以达到我们要求的，但是如果设备断电的次数比较频繁，PLC启动次数较多，很容易造成程序的丢失。所以在选型的时候我们最好选择带有存储卡片式的PLC这样既能有效的防止PLC程序的保存，又能保证PLC存储容量的大小。
4.外部设备的控制要求
自动化设备就是能够通过多个方式达到我们所需要的功能，并且能够长期稳定的运行。所以了解设备的工艺流程成为了一个设备好坏最关键的一个环节。只有了解了设备的工艺流程我们才能够选择合适的PLC，才能够对PLC进行编程下载。
5.通信功能
一般情况下我们都是选用的PLC都是采用串口的形式进行电脑与PLC的通讯，但是现在的PLC不仅仅有就这一种通讯方式，还有采用网口的通讯，总线式的通讯等。我们在不一样的场合采用不同的通讯方式很重要。
6.运算能力的要求
PLC的运算能力要求，简单来说就是PLC在控制编程的过程中处理数据的能力，一般简单的PLC运算功能包括逻辑运算功能，计时器和计数器等等；较复杂的还有数据移位、数据传输、模拟量等运算功能。一般大型设备，由好多台设备形成的生产线就是PLC的一个集成运用，以及PLC的的模拟量的一个运用，如何将那么多的控制元件集成在一起就体现了PLC的运算能力，所以在选择PLC型号的同时，对其运算能力也的估算也是相当关键的。
（二）S7-300PLC的主要控制
根据以上所提出的PLC控制的要求，我们选择西门子S7-300的这一款PLC（见图2-1），主要用于高性能的模块化控制系统中，根据不同的需要可以配备不同的CPU，也可选择不同类型的扩展模块，并且扩展模块可达32个，完全满足我们设备控制的需求。处理速度均高于同类的S7-200的运行速度。我们针对此PLC主要用于一下几个方面；
图2-1：电箱内部图
1.PLC与触摸屏的通讯
在控制系
引言
目前，在国内的汽车制造行业中还没有抛弃原有的水泡法，并且大多数研究机构在汽车行业还没有研究出超前的自动气密检测设备；国外也只有德国、美国等发达国家才有相关的仪器设备，但是价格非常昂贵。如果国内汽车行业每年因急需此类的仪器设备不得不花费数千万元进口。
为了解决并改变这一现象，我们根据当前工业发展的实际检测需求，采用德国西门子公司的PLC、法国阿黛凯测试仪和德国Festo阀岛，通过独特的气路设计结构，利用PLC控制外部的硬件设备来实现测试气密设备的密封性能。我们设计出能够测试多种水壶气密性能的设备，并且能够适合多种产品的气密测试，能够适应批量生产的工作测试，稳定性比一般的水泡法要强许多。
气密测试设备的介绍
（一）设备的组织结构设计
气密测试设备因为需要作业员长时间来操作，所以在设计的同时要能够首先考虑到作业员的人身安全以及可以减少作业员工作量的大小来进行合理的设计，此套气密设备的组织结构不仅做到了以上所描述的两点同时还在程序方面减少了设备工作的周期。设备主要结构设计如下且（见图1-1）：
1.安全光幕：当设备在运行时，操作人员将手伸进设备时，阻挡到安全光幕时，设备会紧急停止，这样能够很好的保护操作人员的安全，避免发生不必要的安全事故。
2.悬臂式触摸屏：此设计可以使触摸屏旋转360°，同时还配备了手动和自动的操作按钮，在设备需要调试以及校准的时候采用手动调试的界面，来达到测试水壶的密封要求。当各项指标都合格的时候，就可以采用自动的模式来反复测试水壶的密封性能。
3.后方设有非接触式们开关：增加这一开关也是为了放置设备在自动运行的状态时有人打开后门被设备误伤。此开关使用的是欧姆龙的接触式开关，分为上下两部分，在门关闭的时候检测到上下两部分，一直有输出信号，如果门被打开了，那么信号中断了，plc收到信号则会停止一切动作，设备紧急停止。
4.双手启动：双手启动按钮也是为了操作人员的安全，操作人员做的次数多了，时间长了之后精神就不集中了，假如单手操作按钮，另一只手还在设备里时就会容易将手压伤。
5.缓冲弹簧：气缸在下压的过程中将要到达产品上部时，给气缸一个缓冲的力，这样就可以有效的避免因为气缸而损坏产品的现象出
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
一直有输出信号，如果门被打开了，那么信号中断了，plc收到信号则会停止一切动作，设备紧急停止。
4.双手启动：双手启动按钮也是为了操作人员的安全，操作人员做的次数多了，时间长了之后精神就不集中了，假如单手操作按钮，另一只手还在设备里时就会容易将手压伤。
5.缓冲弹簧：气缸在下压的过程中将要到达产品上部时，给气缸一个缓冲的力，这样就可以有效的避免因为气缸而损坏产品的现象出现，同时也保证的了产品的质量。
6.电气一体插头：设备同时采用电气一体的哈丁接头，这样不仅能够减少设备的空间，也可以将治具的插头更加紧固的插在设备上，防止设备在运行过程中造成漏气和短路的危险，也方便员工的治具的更换。
7.气路设计：采用一体式阀岛来对设备进行控制，用走总线的方式来进行PLC对其的指令控制，来达到自动化的要求。每一个阀片都是一个个体，都有专门的控制点位。
8.电箱设计：嵌在设备框架底部，这样既可以节省空间，又美观，而且还方便接线与维修。电箱门开关上还有隔离开关，以便用于设备快速断电和通电等。
图1-1：设备3D图
（二）测试设备的工作原理
测试设备的工作原理主要就是先将水壶的每一个管口堵上，第二步利用测试仪的压缩空气对水壶内部进行充气，测试仪用来监控充气的压力以及流量的大小，当水壶内部压力能够承受所设定压力值的时候才合格。第三步依次打开测试水壶的管口，在利用测试仪来监控每一个管口的排气大小来判定水壶的管口是否有堵塞。在进行这一整套的流程之后，就可以对水壶的密封性能进行一个合理的检测判定。
二、PLC选型及控制程序
（一）PLC的选型
在做PLC系统设计时，首先应该确定选择的控制方案，第二步就是PLC的选型以及其工艺流程。PLC在选型首先是主要注意PLC的所用于的场合，是单个设备还是用于多个设备集合形成一个流水线的场合。其次是根据要求估算出设备所需要的I/O点的数量，控制功能的要求、所需的存储容量、外部设备的控制要求、通信功能等等，最后再选择合适的PLC来控制系统。
1.输入输出I/O点的数量估算
我们在估算PLC的输入输出I/O点的时候，必须理清楚设备的控制流程以及设备所需要的达到的功能，最后再计算出PLC的所有点位，在这些点位的基础上再加上增加10%~20%的输入和输出的扩展模块，以便于设备在后期的改善以及维修。
2.控制功能的要求
在选择控制功能的时候，我们大多数选择的是梯形图的功能，但是在一些特殊的场合我们在编程时还需要PLC具有顺序功能图、指令表、功能模块等编程语言，这样才能够更加的符合我们编程的要求。
3.所需的存储容量的选择
PLC存储容量的选择也是很重要的，PLC在运行的过程中整个系统都在不停的运转，PLC的程序是非常关键重要的，一般情况下PLC自带的内存是可以达到我们要求的，但是如果设备断电的次数比较频繁，PLC启动次数较多，很容易造成程序的丢失。所以在选型的时候我们最好选择带有存储卡片式的PLC这样既能有效的防止PLC程序的保存，又能保证PLC存储容量的大小。
4.外部设备的控制要求
自动化设备就是能够通过多个方式达到我们所需要的功能，并且能够长期稳定的运行。所以了解设备的工艺流程成为了一个设备好坏最关键的一个环节。只有了解了设备的工艺流程我们才能够选择合适的PLC，才能够对PLC进行编程下载。
5.通信功能
一般情况下我们都是选用的PLC都是采用串口的形式进行电脑与PLC的通讯，但是现在的PLC不仅仅有就这一种通讯方式，还有采用网口的通讯，总线式的通讯等。我们在不一样的场合采用不同的通讯方式很重要。
6.运算能力的要求
PLC的运算能力要求，简单来说就是PLC在控制编程的过程中处理数据的能力，一般简单的PLC运算功能包括逻辑运算功能，计时器和计数器等等；较复杂的还有数据移位、数据传输、模拟量等运算功能。一般大型设备，由好多台设备形成的生产线就是PLC的一个集成运用，以及PLC的的模拟量的一个运用，如何将那么多的控制元件集成在一起就体现了PLC的运算能力，所以在选择PLC型号的同时，对其运算能力也的估算也是相当关键的。
（二）S7-300PLC的主要控制
根据以上所提出的PLC控制的要求，我们选择西门子S7-300的这一款PLC（见图2-1），主要用于高性能的模块化控制系统中，根据不同的需要可以配备不同的CPU，也可选择不同类型的扩展模块，并且扩展模块可达32个，完全满足我们设备控制的需求。处理速度均高于同类的S7-200的运行速度。我们针对此PLC主要用于一下几个方面；
图2-1：电箱内部图
1.PLC与触摸屏的通讯
在控制系
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