一、系統(tǒng)要求 

現要制定一套自動檢測方案來檢測手柄瞬時壓力的測試系統(tǒng)，具體的控制要求如下：

1、能夠檢測生產線組裝部件;生產能力150臺/h。

2、手柄的關閉壓力15N&plun;1N;傳感器的誤差檢測范圍在≤0.5%以內。

3、系統(tǒng)配有緊急停止控制開關;配有行程和負載的保護裝置。

4、采用控制器和計算機配合的控制系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)控制方案

根據控制系統(tǒng)的控制要求，采用S7-200 PLC作為主控制器來采集和分析手柄的瞬時壓力的大小，做信號分析，根據產品的變化，應力可以設定。

S7-200PLC是針對小型項目開發(fā)的可編程控制器，它的特點是：易組態(tài)，容易學習，維護方便等優(yōu)點而占據很大的市場份額。CPU集成了部分DI和DO的控制點，如圖1所示：

圖1 SIEMENS S7-200PLC的CPU

根據壓力的大小確認是否要求使用伺服系統(tǒng)來調整壓力。在伺服系統(tǒng)需要調整判斷過程中，需要檢測判斷伺服電機是否到位，可以根據限位開關的動作情況PLC確認伺服電機是否到位。但是伺服控制的過程是借助于S7-200的脈沖輸出通道來完成的，這樣能夠伺服電機的控制。

應力傳感器的測力準確性可以采用高，高靈敏度的傳感器，這樣可以在測力過程中控制器能夠準確采集瞬時變化的應力，然后根據應力的大小，判斷是否讓伺服電機動作。

在上氣缸受到應力時，向下移動過程中，需要設計一個過力保護裝置，當壓力過大將手柄壓下過低需要采取保護，PLC可以通過限位開關或者光電開關來檢測手柄的位置是否過當前的位置。當該位置時，就應該停止氣缸的移動，否則會將設備損壞。另外，當PLC檢測應力合適后，要將手柄移開，可以使用旋轉氣缸將手柄抬起，抬起過程要檢測抬起是否過規(guī)定的位置，需要使用限位開關或者光電開關來限制抬起的位置，整個過程可以通過PLC控制器來完成。

PLC可以接收來自現場的控制按鈕箱中的一些按鈕信號，例如緊急停止按鈕信號需要被采集到控制系統(tǒng)中作為保護的一個不可少的部分。

在機的監(jiān)控系統(tǒng)中，采用當前應用廣泛的WinCC V6.0組態(tài)監(jiān)控軟件， WinCC V6.0是西門子主流的人機界面軟件，通過通訊模塊可以實現和S7-200 控制器無縫、、穩(wěn)定的通訊連接。WINCC是SIEMENS在過程自動化領域中的技術與MICROSOFT在軟件世界的水平相結合的產物。WINCC即WINDOWS_CONTROL_CERTER（視窗控制中心）。WINCC是一個強大的開放的監(jiān)控系統(tǒng)，既可以用來完成小規(guī)模的簡單的過程監(jiān)控應用，也可以用來完成復雜的應用。在任何情況下WINCC都可以生成漂亮而便捷的人機對話接口，使操作員能夠清晰地管理和優(yōu)化生產過程。

采用WinCC服務器，為了實現對生產過程的監(jiān)控，我們通過組態(tài)主要提供以下操作畫面：

（1）操作菜單界面：系統(tǒng)主要的操作畫面，通過按鈕和切換鍵來切換；

（2）系統(tǒng)總貌畫面：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，同時還提供畫面進入功能，用戶通過點擊對應流程進入相應的工段流程畫面；

（3）用戶流程圖畫面：提供主要工段的生產流程畫面，在該畫面中顯示主要的工藝參數、設備狀態(tài)等，并可進行關鍵位置的集中操作。通過該畫面，可以進入各工段單點設備的運行顯示畫面進行局部位置的和操作；

（4）測點一覽畫面：以表格形式顯示系統(tǒng)輸入輸出點的當前信息，包括模擬量輸入、輸出和開關量輸入、輸出，同時可實現參數越限報警；

(5) 趨勢顯示畫面：提供主要監(jiān)控參數的趨勢顯示，包括實時趨勢顯示和歷史趨勢顯示，趨勢顯示內容可以動態(tài)調整，包括顯示上下限、顯示顏色，顯示時間段等，并可以查詢任意時間點的數據；

（6）報警查詢畫面：對報警信息的查詢，查詢內容包括報警時間、報警信息發(fā)生時的狀態(tài)等；

（7）單點信息顯示畫面：將關鍵點的趨勢、狀態(tài)、當前信息等集中在一副畫中顯示；

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

三、控制系統(tǒng)的結構

根據系統(tǒng)的設計要求和控制方案確定的系統(tǒng)控制結構如下圖2所示：

圖2  系統(tǒng)的控制結構

從結構圖中可以看到，有計算機安裝Wincc，借助計算機的強大功能Wincc完成數據的采集、數據分析，數據顯示，故障記錄，歷史數據查詢和指令發(fā)送等。