西门子S7-200 SMART 在密封测试机中的应用

一、项目简介

水暖卫浴产品的特殊之处，在于它是产品使用和体验集中度最高的家居产品之一，不允许它漏气或漏水。并且它一般都工作在较高的水压或气压下，这就要求它要有很好的密封性；近二十年间，国内水暖卫浴市场经历了一个从无到有，从无序到规模的过程，中国已经成为了世界上最大的水暖卫浴设施生产国和消费国，但依然面临着进入国内高档建筑装饰工程难的问题。因此还需在产品质量、品牌塑造等方面下功夫，而密封性无疑是产品质量的一个重要指标；MMC水嘴水压气压密封测试机能够模拟产品的实际测试要求条件及测试过程，通过外部控制按钮对测试过程进行控制，对菜盆龙头、玻璃盆龙头、软管等水暖卫浴产品的水压气压密封性进行测试。使用方便，效率高，很好地解决该问题，保证了产品的水压气压密封性。
主要结构和原理

结构：密封测试机由机身、脚轮、工装、水箱、水管、气管、高压物理泵、电路板、电控面板、指示仪表等部件组成。

原理：外接气源提供工装夹具气缸松夹及测试完毕后吹气去水之需；高压物理泵提供测试所需水压，经相应管道连接到各工位的出水芯上；经人员操作面板上的左工位按钮及选择开关，控制工装夹具的气缸松夹、产品出水、吹气去水之动作，实现对产品的水压气压密封测试。

技术参数

1、泵浦：①压力：20-50Kgf/cm2；②吸水量：19.5-34L/min；③转速：520-900r/min；

2、工作电压：AC380V；

3、工作水压：1.0MPa-1.6MPa；

4、工作气压：0.6MPa-0.8MPa；

5、测试工位：2个；

6、重量：120KG

7、外形尺寸：长900*宽800*高1420（mm）

二、工艺流程介绍

试水：

①按一下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具夹紧产品并延时通水，“工位选择”开关控制左右通水，关闭产品阀芯，观察水压密封情况；

②打开产品阀芯，按第二下“工位按钮”，出水停止，延时吹汽；

③吹汽完毕，按第三下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具松开产品，取下产品。

试气：

①按一下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具夹紧产品并延时通气；

②按第二下“工位按钮”，升降气缸动作，产品降入水中，观察气压密封情况（产品降入水中之前保证关闭产品阀芯），入水时间到，升降气缸动作，产品上升；

③按第三下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具松开产品，取下产品。

试水试气：

①按一下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具夹紧产品并延时通水，“工位选择”开关控制左右通水，关闭产品阀芯，观察水压密封情况；

②打开产品阀芯，按第二下“工位按钮”，产品出水停止，延时吹汽；

③关闭产品阀芯，按第三下“工位按钮”，升降气缸动作，产品降入水中，观察气压密封情况，入水时间到，升降气缸动作，产品上升；

④按第四下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具松开产品，取下产品。

试气试水：

①按一下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具夹紧产品并延时通气；

②按第二下“工位按钮”，升降气缸动作，产品降入水中，观察气压密封情况，入水时间到，升降气缸动作，产品上升并延时出水，“工位选择”开关控制左右通水，关闭产品阀芯，观察水压密封情况；

③按第三下“工位按钮”，出水停止，延时吹汽；

④按第四下“工位按钮”，松夹气缸动作，控制夹具松开产品，取下产品。

其他说明：

①一个工位只能选择一个测试选项，且只有当前测试项完成，才能切换到其他测试选项。

②当急停按钮按下时，仅夹具保持原来状态，其他均复位，再按"工位按钮"夹具才松开。
三、方案确定

随着一些公司的发展壮大，它们的许多产品开始销往海外，为了进一步的开阔市场，要求设备使用的电器元件是知名度较高的品牌。而西门子是全球最大的电子和电气公司之一,在工业,能源,医疗和城市基础设施领域世界领先。同时MMC水嘴水压气压密封测试机要求设备CPU要有较高的运算速度，S7-200 SMART的布尔指令运算速度仅为0.15us，与s7-200相比提高了近1/3；人机界面能够为操作员提供更多的信息而明显文本显示器无法满足要求；同时S7-200 SMART以太网接口及MicroSD卡的的使用也解决了卖出设备的升级时程序更新的不便。综合各方面的考虑将原先用LG PLC+信捷文本显示器的控制系统，替换为西门子S7-200 SMART PLC ST60+SMART 700IE的控制系统。
四、产品硬件配置

SIMATIC S7-200 SMART具有集成PROFINET接口，实现低成本与编程设备的通讯、强大的集成工艺功能，有效的解决方案，满足自动化需求、和灵活的可扩展性、安装简单方便、可拆卸的端子、紧凑的结构可大大节省了控制柜安装占用空间等特点。电磁阀的线圈和接触器的线圈供电电压为24V，故可直接与PLC输出电路连接，使系统简单可靠。

SMART LINE 700 IE触摸屏准确地提供了人机界面的标准功能，经济实用，具备高性价比。具有集成PROFINET（以太网）接口，实现低成本与PLC控制设备的通讯，方便，快捷，强大的通讯功能， 256色真彩显示，设计和传统屏幕相比具有更大的可视面积，使单个画面中可以显示更多的信息，让操作员具有更舒适的视觉体验，高分辨率使画面更清晰，画质更细腻。
 

5、软件开发

I/O信号分配表如表1所示。