西门子S7200PLC的铁路道口自动控制系统
西门子S7200PLC的铁路道口自动控制系统电气与自动化工程[20200121193844]
摘要
本课题介绍了基于虚拟仪器技术的CD4 OHC成品的检测，它将LabVIEW软件引入到CD4 OHC产品检测系统设计中，采用PCI6224数据采集卡，对产品的各个电容开关中的电压电流数据进行采集，实现了对产品电压电流是否合格的检测；利用PLC对底层设备的控制，获取底层设备的动作信号，通过OPC通讯协议将获取的信号传输给上位机，上位机进行数据处理，实现对产品卡扣和螺丝等项的检测；利用相机对产品九个电容开关进行拍照，实现对产品开关颜色、亮度等的检测。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:CD4OHC成品LabVIEWPCI6224OPC通讯协议相机
目录
1绪论 1
1.1产品检测的背景及意义 1
1.2产品检测的未来发展 2
1.3项目预期目标 2
1.4论文主要内容 2
2 CD4 OHC产品分析与虚拟仪器技术 4
2.1产品介绍 4
2.2产品检测需求分析 5
2.2项目设计原则 6
2.3虚拟仪器技术 7
3产品检测系统的硬件设计 9
3.1产品检测系统硬件的整体结构设计 9
3.2基于PCI6224板卡数据采集模块 9
3.2.1 数据采集卡选型 9
3.2.2 PCI6224数据采集卡引脚说明 10
3.2.3 PCI6224模拟输入通道分配表 11
3.3基于PLC的信号采集模块 11
3.3.1 PLC的选型 11
3.3.2 PLC部分接口分配表 12
3.4 基于机器视觉的产品检测模块 12
3.4.1相机及相机镜头的选型 13
3.4.2相机与PC机的通讯接口 14
4产品检测系统的软件设计 15
4.1软件设计思路 15
4.2检测系统的前面板设计 15
4.3检测系统的程序框图设计 17
4.3.1产品选型及工单号创建模块 17
4.3.2检测信息初始化模块 19
4.4数据采集模块 20
4.4.1获取某一通道电压的程序设计 21
4.4.2读取所有通道电压值程序设计 22
4.4.3比较电压值是否在误差范围内的程序设计 22
4.5 基于OPC协议的上位机与PLC通讯模块 23
4.5.1 OPC通讯协议 23
4.5.2四个金属卡扣两个螺丝防漏装检测的程序设计 25
4.5.3塑料卡扣和眼镜盒衬垫检测的程序设计 26
4.6图片处理模块 27
4.6.1 合格产品及相机的信息配置 27
4.6.2 Left light拍照模块的程序设计 28
4.6.3测试模块的程序设计 30
4.7 调试结果与分析 31
5总结 33
致谢 34
参考文献 35
附录：LabVIEW部分程序 36
1绪论
1.1产品检测的背景及意义
自汽车问世至今，它已经在人们的日常生活中扮演越来越重要的角色，它成了整个人类社会每个家庭出行必不可少的生活交通工具。汽车工业也成为了当今世界上最为重要的工业部门之一，是许多国家的支柱产业之一。总的来说，汽车已经成为人类生活的一部分，不可分割。自20世纪90年代以来，人民生活水平飞速提高，人们对汽车的要求也变得越来越挑剔，开始逐渐强调内饰的个性化，要求精致、舒服、更具人性化。不仅仅要求其能够跑起来，还得有一定的艺术性，没有艺术的汽车已不能称之为汽车。
正是在这样的背景下，汽车内饰的发展应运而生，作为汽车内饰一部分的顶棚模块化产品也投入了大规模的生产，但也因为如此，大规模的生产顶棚模块化产品引发了巨大的弊端：生产成品是需要一个个检验的。作为汽车的艺术中心，汽车顶棚产品的生产质量直接影响到人们的购车欲望，因为内外饰是顾客购车时最先感知到的，它的设计水平及做工极大的影响着消费者的决定。为了使产品能够达到消费者的要求，设计一台能够大规模检测产品各个部分质量的机器势必是极具现实意义的项目。
随着科学技术的不断发展，汽车的检测技术也在与时俱进，从一开始的只能人工检测到后来的简单的进行机械检测再到以后的专用的问题检测仪器，其中包括车载电脑的自诊断系统阶段等等。但是无一例外的，这些检测方式都存在着或多或少的问题，比如说操作方式复杂、效率低下、稳定性能差以及检测误差大等等缺点。值得庆幸的是，计算机和电子技术也在不断发展着，其在汽车上的运用也变得逐渐普遍，由于汽车业对其售后服务提出越来越高的要求，这也使得汽车的故障处理更趋向于采用快速、简便以及更加智能化的测试仪器，同样，它还要求这些测试设备可以实时的反映测试的数据结果，对这些数据结果的分析从而得到被检测产品的问题。而在这一领域有突出贡献的就是虚拟仪器技术，它的运用为汽车检测行业带来了突出的贡献。
本项目是基于虚拟仪器技术的CD4 OHC成品的检测。CD4 OHC产品的检测包括内置有数据采集卡和虚拟仪器软件平台的工控机、基于OPC通讯的PLC、相机等。数据采集卡用来采集产品检测过程中的电压电流，PLC用于接收底层设备的信号并利用OPC通讯协议与LabVIEW进行信号交互。相机用于CD4 OHC产品的拍照，并利用虚拟仪器平台对照片进行处理。LabVIEW是软件设计的核心部分，因为所有的信息最后都要汇总到LabVIEW进行处理。
1.2产品检测的未来发展
自国家进入改革开放以来，汽车工业的发展在我国可以说是突飞猛进，可以毫不夸张的说，现如今的中国汽车消费市场是世界上最大的。但是，在相当长的一段时间内，我国的汽车行业安全检测都是由国家一手过问，个人不得干预。以工程车为载体带有大量汽车专用的检测仪器设备对汽车进行生产线上的参数检测。这样的检测方法效率比较低下而且可靠性能也不是很高。
自从美国成功研制出了Visual Instruments (虚拟仪器，简称VI)以来。虚拟仪器技术在中国的汽车检测方面得到了广泛的应用，利用LabVIEW搭建起来的汽车检测系统操作方式简便，用户可以根据自己的方式自行的增减模块，对系统进行相应的配置以满足相应的检测需求，这样做不仅不会浪费已有的软硬件资源，还能满足检测需求。由此可见，用虚拟仪器进行汽车内饰的检测是未来相当长一段时间的发展方向。
1.3项目预期目标
（1）人机交互界面良好
（2）数据采集卡能进行电压电流的数据采集
（3）基于OPC通讯协议的LabVIEW与PLC能够很好的通信
（4）能够利用相机拍照并对照片进行图像处理
1.4论文主要内容
本文是对顶棚集成模块产品CD4 OHC的检测。主要包括以下几点内容：
（1）学习在OPC通讯协议下LabVIEW与PLC之间是如何通讯的。
（2）了解与检测过程直接相关的硬件，如传感器、相机、数据采集卡等。
（3）设计该产品的硬件连接以及软件程序，利用LabVIEW的图形化编程语言完成主要软件架构。
本文将分五章来逐一阐述以上各部分内容：
第一章 绪论 本章阐述基于虚拟仪器技术的CD4 OHC产品检测的设计与实现的研究背景与意义，以及其未来的发展。
第二章 CD4 OHC产品分析与虚拟仪器技术，本章对产品需要检测的各部分进行了详细说明，并对虚拟仪器技术进行了简介。
摘要
本课题介绍了基于虚拟仪器技术的CD4 OHC成品的检测，它将LabVIEW软件引入到CD4 OHC产品检测系统设计中，采用PCI6224数据采集卡，对产品的各个电容开关中的电压电流数据进行采集，实现了对产品电压电流是否合格的检测；利用PLC对底层设备的控制，获取底层设备的动作信号，通过OPC通讯协议将获取的信号传输给上位机，上位机进行数据处理，实现对产品卡扣和螺丝等项的检测；利用相机对产品九个电容开关进行拍照，实现对产品开关颜色、亮度等的检测。
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关键字:CD4OHC成品LabVIEWPCI6224OPC通讯协议相机
目录
1绪论 1
1.1产品检测的背景及意义 1
1.2产品检测的未来发展 2
1.3项目预期目标 2
1.4论文主要内容 2
2 CD4 OHC产品分析与虚拟仪器技术 4
2.1产品介绍 4
2.2产品检测需求分析 5
2.2项目设计原则 6
2.3虚拟仪器技术 7
3产品检测系统的硬件设计 9
3.1产品检测系统硬件的整体结构设计 9
3.2基于PCI6224板卡数据采集模块 9
3.2.1 数据采集卡选型 9
3.2.2 PCI6224数据采集卡引脚说明 10
3.2.3 PCI6224模拟输入通道分配表 11
3.3基于PLC的信号采集模块 11
3.3.1 PLC的选型 11
3.3.2 PLC部分接口分配表 12
3.4 基于机器视觉的产品检测模块 12
3.4.1相机及相机镜头的选型 13
3.4.2相机与PC机的通讯接口 14
4产品检测系统的软件设计 15
4.1软件设计思路 15
4.2检测系统的前面板设计 15
4.3检测系统的程序框图设计 17
4.3.1产品选型及工单号创建模块 17
4.3.2检测信息初始化模块 19
4.4数据采集模块 20
4.4.1获取某一通道电压的程序设计 21
4.4.2读取所有通道电压值程序设计 22
4.4.3比较电压值是否在误差范围内的程序设计 22
4.5 基于OPC协议的上位机与PLC通讯模块 23
4.5.1 OPC通讯协议 23
4.5.2四个金属卡扣两个螺丝防漏装检测的程序设计 25
4.5.3塑料卡扣和眼镜盒衬垫检测的程序设计 26
4.6图片处理模块 27
4.6.1 合格产品及相机的信息配置 27
4.6.2 Left light拍照模块的程序设计 28
4.6.3测试模块的程序设计 30
4.7 调试结果与分析 31
5总结 33
致谢 34
参考文献 35
附录：LabVIEW部分程序 36
1绪论
1.1产品检测的背景及意义
自汽车问世至今，它已经在人们的日常生活中扮演越来越重要的角色，它成了整个人类社会每个家庭出行必不可少的生活交通工具。汽车工业也成为了当今世界上最为重要的工业部门之一，是许多国家的支柱产业之一。总的来说，汽车已经成为人类生活的一部分，不可分割。自20世纪90年代以来，人民生活水平飞速提高，人们对汽车的要求也变得越来越挑剔，开始逐渐强调内饰的个性化，要求精致、舒服、更具人性化。不仅仅要求其能够跑起来，还得有一定的艺术性，没有艺术的汽车已不能称之为汽车。
正是在这样的背景下，汽车内饰的发展应运而生，作为汽车内饰一部分的顶棚模块化产品也投入了大规模的生产，但也因为如此，大规模的生产顶棚模块化产品引发了巨大的弊端：生产成品是需要一个个检验的。作为汽车的艺术中心，汽车顶棚产品的生产质量直接影响到人们的购车欲望，因为内外饰是顾客购车时最先感知到的，它的设计水平及做工极大的影响着消费者的决定。为了使产品能够达到消费者的要求，设计一台能够大规模检测产品各个部分质量的机器势必是极具现实意义的项目。
随着科学技术的不断发展，汽车的检测技术也在与时俱进，从一开始的只能人工检测到后来的简单的进行机械检测再到以后的专用的问题检测仪器，其中包括车载电脑的自诊断系统阶段等等。但是无一例外的，这些检测方式都存在着或多或少的问题，比如说操作方式复杂、效率低下、稳定性能差以及检测误差大等等缺点。值得庆幸的是，计算机和电子技术也在不断发展着，其在汽车上的运用也变得逐渐普遍，由于汽车业对其售后服务提出越来越高的要求，这也使得汽车的故障处理更趋向于采用快速、简便以及更加智能化的测试仪器，同样，它还要求这些测试设备可以实时的反映测试的数据结果，对这些数据结果的分析从而得到被检测产品的问题。而在这一领域有突出贡献的就是虚拟仪器技术，它的运用为汽车检测行业带来了突出的贡献。
本项目是基于虚拟仪器技术的CD4 OHC成品的检测。CD4 OHC产品的检测包括内置有数据采集卡和虚拟仪器软件平台的工控机、基于OPC通讯的PLC、相机等。数据采集卡用来采集产品检测过程中的电压电流，PLC用于接收底层设备的信号并利用OPC通讯协议与LabVIEW进行信号交互。相机用于CD4 OHC产品的拍照，并利用虚拟仪器平台对照片进行处理。LabVIEW是软件设计的核心部分，因为所有的信息最后都要汇总到LabVIEW进行处理。
1.2产品检测的未来发展
自国家进入改革开放以来，汽车工业的发展在我国可以说是突飞猛进，可以毫不夸张的说，现如今的中国汽车消费市场是世界上最大的。但是，在相当长的一段时间内，我国的汽车行业安全检测都是由国家一手过问，个人不得干预。以工程车为载体带有大量汽车专用的检测仪器设备对汽车进行生产线上的参数检测。这样的检测方法效率比较低下而且可靠性能也不是很高。
自从美国成功研制出了Visual Instruments (虚拟仪器，简称VI)以来。虚拟仪器技术在中国的汽车检测方面得到了广泛的应用，利用LabVIEW搭建起来的汽车检测系统操作方式简便，用户可以根据自己的方式自行的增减模块，对系统进行相应的配置以满足相应的检测需求，这样做不仅不会浪费已有的软硬件资源，还能满足检测需求。由此可见，用虚拟仪器进行汽车内饰的检测是未来相当长一段时间的发展方向。
1.3项目预期目标
（1）人机交互界面良好
（2）数据采集卡能进行电压电流的数据采集
（3）基于OPC通讯协议的LabVIEW与PLC能够很好的通信
（4）能够利用相机拍照并对照片进行图像处理
1.4论文主要内容
本文是对顶棚集成模块产品CD4 OHC的检测。主要包括以下几点内容：
（1）学习在OPC通讯协议下LabVIEW与PLC之间是如何通讯的。
（2）了解与检测过程直接相关的硬件，如传感器、相机、数据采集卡等。
（3）设计该产品的硬件连接以及软件程序，利用LabVIEW的图形化编程语言完成主要软件架构。
本文将分五章来逐一阐述以上各部分内容：
第一章 绪论 本章阐述基于虚拟仪器技术的CD4 OHC产品检测的设计与实现的研究背景与意义，以及其未来的发展。
第二章 CD4 OHC产品分析与虚拟仪器技术，本章对产品需要检测的各部分进行了详细说明，并对虚拟仪器技术进行了简介。
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