黨麗峰，顧馳宇

（江蘇聯合職業(yè)技術學院鎮(zhèn)江分院，江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

0 引 言

氣密性檢測對象裝置主要用于檢測目標容器（塑料瓶）的氣密性程度，利用電磁閥和真空發(fā)生器對目標容器抽真空，采集氣壓力表頭的反饋信號從而判斷目標容器的氣密性是否達標[1]。這類氣密性檢測裝置還可以用于小型目標件的吸起與重新落位，在裝配流水線上應用廣泛。

1 系統(tǒng)的硬件設計

本設計由支架、平推氣缸、下落氣缸、吸盤等部件構成，2 個氣缸上均配有到位及復位磁性開關[2]。首先需要根據目標容器塑料瓶的體積大小適當調整2 個氣缸及支架的機械位置，使得平推氣缸動作時恰好能夾緊塑料瓶，且下落氣缸動作時恰好能使吸盤與塑料瓶的瓶口無縫吸合。2 個氣缸分別由2 個電磁閥控制，此外還有1 個電磁閥連接了真空發(fā)生器作為吸真空裝置，并連接有反饋真空完成狀態(tài)的氣壓力表頭，系統(tǒng)結構圖如圖1 所示。

2 系統(tǒng)的電氣控制

該氣密性檢測系統(tǒng)的控制部分由計算機、PLC 和觸摸屏組成，三者之間通過交換機、以太網連接，系統(tǒng)電氣控制圖如圖2 所示，IP 分配：計算機為192.168.0.1，PLC 為192.186.0.2，觸摸屏為192.168.0.3。

2.1 西門子S7-1200PLC

S7-120PLC 控制器設計緊湊，將微處理器、輸入輸出電路、通信PROFINET 接口、高速運動、板載模擬量輸入等組合在一起，功能強大，使用方便，應用于各種控制場景。程序運行中，CPU 將包含監(jiān)控應用中的設備所需的邏輯。CPU 根據用戶程序邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出，用戶程序可以包含布爾邏輯、計數、定時、復雜數學運算以及與其它智能設備的通信[3]。

2.2 人機界面

人機界面采用臺達觸摸屏DOP-B07E411，彩色7 寸屏幕，16∶9 寬屏幕65536 色TFT；分辨率為800×480 pixels，內置82 M Flash Rom，支持以太網通信。

3 系統(tǒng)的軟件設計

3.1 系統(tǒng)控制要求

首先將塑料瓶放置于底部指定位置，此時平推及下落氣缸均在復位位置，當觸摸屏上啟動按鈕按下時，2 s 后平推電磁閥響應動作，平推氣缸工作，反饋平推到位狀態(tài)，將塑料瓶夾緊；其次，平推到位后延遲1 s 下落電磁閥工作，下落氣缸響應動作，反饋下落到位狀態(tài)，使得吸盤吸住瓶口；下落到位后再延遲1 s 抽氣電磁閥工作，開始對目標容器抽氣至真空狀態(tài)；緊接著，當塑料瓶內氣壓被抽至真空時，說明抽氣完成，再持續(xù)抽氣閥工作5 s 后關閉，表示抽真空控制全部完成，反饋一個啟動完成標志為1；若抽氣閥持續(xù)動作10 s 還未將塑料瓶內抽至真空，反饋一個抽氣錯誤標志為1，可能是由于目標容器破損或者吸盤未完全貼合瓶口；最后，當啟動完成標志為1 或抽氣錯誤標志為1 或急停按鈕按下時，均可立即順序執(zhí)行停止動作，首先關閉抽氣電磁閥；延遲1 s后關閉下落電磁閥，收回下落氣缸，下落復位狀態(tài)置位；再延遲1 s 后關閉平推電磁閥，收回平推氣缸，平推復位狀態(tài)有效；當平推、下落、抽氣三電磁閥都關閉時，反饋一個停止完成標志為1，具體控制流程圖如圖3 所示。

3.2 PLC 的I/O 地址分配表

分配表如表1 所示。

表1 I/0 地址分配表

3.3 PLC 程序設計

本系統(tǒng)的程序在博圖V14 軟件中編寫，程序分主函數main、啟動函數startup、子函數順序啟動和順序停止4 大部分。

3.4 人機界面設計

觸摸屏上應包含啟動按鈕、急停按鈕、平推氣缸及下落氣缸的到位與復位狀態(tài)、抽氣狀態(tài)、啟動完成標志、抽氣錯誤標志、停止完成標志、真空反饋狀態(tài)等畫面控件，如圖4 所示。

4 系統(tǒng)調試

在調試之前，需要確認氣管和電纜連接的有無問題，可以通過按下電磁閥上的按鍵看對應氣缸是否正常工作（按下氣缸推出，彈起氣缸收回），還需要確認目標容器塑料瓶的高度、寬度是否符合平推及下落氣缸工作的行程。當硬件及機械都確認無誤后，可以開始點擊觸摸屏上的控件進行系統(tǒng)運行。實驗表明：系統(tǒng)運行平穩(wěn)，漏檢效率低于5%，大大節(jié)約了人工成本。