各位老師，各位同學，大家上午好!
我叫劉程明，是12級自動化3班的學生，我的論文題目是基於plc的冰箱製冷效能檢測線控制系統的設計。論文是在王敬生導師的悉心指點下完成的，在這裡我向我的指導老師表示深深的謝意，向各位老師不辭辛苦蔘加我的論文答辯表示衷心的感謝。下面我將本論文設計的製作情況向各位老師作一彙報，懇請各位老師批評指導。 首先，我想談談這個畢業論文設計的背景。 國際範圍內冰箱製冷效能檢測線系統的技術與裝置主要有這樣幾個特點：一是機械大型化，主要技術引數與機械均向大型化發展，以滿足高產、高效、集約化生產的需要。二是動態分析技術和機電一體化、計算機監控等高新技術，採用大功率軟起動與自 動張緊技術，對輸送機進行動態監控與監測，大大地降低了輸送帶的張力，裝置執行效能好，運輸效率高。三是採用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向執行等技術，使輸送機單機執行長度在理論上突破限制，並確保輸送系統裝置的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。四是新型、高可靠性關鍵元部件技術，如先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速託輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。總體來說，人工作業少、生產效率高。
冰箱製冷效能檢測線控制系統的不斷完善和發展，能夠處進冰箱效能的改進，推動全行業的技術的進步與繁榮，但我國冰箱檢測線系統還不完善，全面引進既需要大量資金的投入，也不符合國家長久利益。設計一套執行功耗低、功能性強、操作簡單自己的冰箱檢測線，具有非常重要的意義。
其次，我想談談這篇論文的結構和主要內容。
冰箱製冷效能檢測在整個生產線中佔有十分重要的地位，不僅控制著生產速度和程序，而且直接影響冰箱的效能和質量。冰箱進入商檢房後，向4條檢測線分配，在進入檢測板鏈線前，開始對每臺電冰箱進行條形碼讀碼，並將讀碼後的冰箱資料輸入計算機中，當一條線上完後，插入電源和放置探頭，然後分組進行送電，送完電後開始對冰箱測試。
基本要求
①瞭解冰箱製冷效能檢測的工藝及對控制系統的要求; ②冰箱製冷效能檢測線的軟硬體設計方法;
③設計一套冰箱製冷效能檢測線並畫出系統流程圖;並程式設計實現。
需研究的問題
①冰箱製冷效能檢測線的控制方案;
②系統的軟硬體系統設計。 電冰箱生產出廠前，製造廠必須對冰箱的製冷效能進行線上全檢，以保證電冰箱具備正常的製冷功能，以被使用者正常使用。現階段，製造廠多以通過直接檢測電冰箱溫室的溫度來判定其製冷系統是否正常。通常，電冰箱在生產線上通電通過2h左右的製冷，溫室從室溫降到判定溫度以下，被確認為合格。 隨著家電行業在我國的興起，各大電冰箱製造廠的產能越來越大。提高生產效率來滿足最大化的規模生產，是製造廠期待解決的問題之一。目前，國內大的電冰箱製造廠，其預裝生產線的生產節拍大約為24s，發泡的熟化時間平均為360s(為了達到和預裝、總裝相同的生產節拍，發泡線經常是多工位、24h三班制連續工作)，總裝生產線的生產節拍為25s左右。在這些生產節拍不能進一步提高的前提下，如何調節冰箱製冷效能檢測線的節拍是製造廠的一大重要課題。生產廠家為了提高檢測速度，往往採用更長的流水製冷效能檢測線體，以保證電冰箱的檢測時間，從而達到縮短冰箱製冷性 能檢測線生產節拍這一目的。這樣，線上檢測的成本大大增加。
基於國內的線上檢測兩種方式：靜態檢測和動態檢測，簡單介紹如下：
(1)靜態檢測
檢測系統由多條線體組成檢測區，每條線體分多個臺位。運輸冰箱的線體為板鏈式結構。各線間在空中架有的專用線槽上佈設溫度測試模組，按測試臺位布測試用的溫度感測器，一般每臺位2～3 支。各測試模組的測試資料通過通訊線纜彙集收集到計算機內，完成對各臺位冰箱的製冷效能的自動檢測，並依事先輸入計算機各種型號的檢測標準，得出冰箱製冷效能合格與否的判斷結果。計算機及測試分析軟體組成上位機系統，通過分析溫度製冷曲線的變化，判斷冰箱是否合格。(
2)動態檢測 安裝在工裝板上的可以檢測溫度和功率的效能測試儀和電源控制箱組成獨立的測試單元，當測試單元與放置在工裝板上的冰箱執行到檢測區入口的登入站時，通過條碼掃描將冰箱資訊輸入到計算機中，計算機查詢冰箱的檢測曲線。資料查詢方式靈活，既能以編號定向搜尋，亦可通過各要素檢視一批冰箱的資料。如檢視某天某一型號的檢測結果，只要在檢索介面輸入日期、型號，表格會立即顯示符合條件的冰箱各項資料，雙擊被選中的冰箱記錄，製冷曲線在新視窗顯示出來。 對於上述的兩種檢測方式，靜態檢測線冰箱進出檢測線的時間長，影響測試效率。一般靜態檢測線單線長度約為25m左右，平均每條線能放置25～30臺電冰箱，按進箱、檢測(90min)和出箱累計來算，一條線共佔用時間2.5h～3h左右。這樣，單線的節拍大約為6min。10條線的綜合節拍大約為36s，整體檢測線長度達到250m左右。而採用動態檢測是可以解決這一問題，仍以36s的節拍來計算，進箱和出箱的時間忽略不計，檢測時間實用90min的話，線體的長度應該保證150m。根據實際產量、工作時間的不同，製造廠的實際線上檢測線長度會適當進行調整，一般會比靜態檢測有所減短。 以上提到的這兩種檢測方式，只是電冰箱檢測線的佈置不一樣，而其檢測原理都是一樣的：以直接檢測電冰箱的溫室溫度為基礎，電冰箱通電執行一定的時間，然後直接讀取問室內的溫度(或通過電腦、熱敏電阻等顯示溫度曲線)，在對照判定標準，進行判斷該電冰箱是否效能合格。這種方法我們在這裡稱之為“傳統檢測方案”。
為了提高線上檢測的效率，我們借鑑國外的一些技術經驗，通過測量電冰箱的回氣溫度、排氣溫度以及電冰箱的執行功率(或電流)，來確定電冰箱的製冷系統是否正常執行，這種方法經研究，通電檢測時間為30min，在這裡我們稱之為“新的檢測方案”。
實驗驗證在確定回氣溫度、排氣溫度的前提下，電冰箱的系統的單位制冷量也基本是一穩定值;反過來，若一臺電冰箱在通過製冷檢測合格的情況下，我們可以判定其製冷量完全能夠滿足設計需要，而此時的各種特徵引數也可以作為冰箱效能的直接判定依據。然後再根據功率(電流)來確定電冰箱的壓縮機(或製冷系統)是否處於正常的工作狀態，用以排除故障狀態的製冷系統(比如製冷劑不足，製冷系統堵或壓縮機故障等等)。因此，通過這三個特徵引數(回、排氣溫度和執行電流或功率)，就可以快捷的對冰箱效能進行檢測、判定。
新的檢測方案也是以效能檢測合格作為制定依據的，現在作如下簡要介紹：
(1)通過檢測不同的合格電冰箱的排氣溫度(td)、回氣溫度(ts)和電流值(i)，得到效能合格特徵曲線;
(2)再根據不同的電冰箱，對分別對回氣溫度、排氣溫度和電流值進行整合，進行測試判定模型製作;
(3)根據電冰箱的合格排氣曲線進行擬合，得到合格冰箱的擬合曲線;
(4)調整修正係數，我們得到排氣溫度的判定模型。對測試曲線處於模型曲線之內的，判定為合格，對於檢測曲線處於模型之外的電冰箱，則判定為效能不合格;
新的檢測方案經過實踐驗證一般執行情況如下:
當電冰箱開機執行5min時，其功率、電流等引數還都處於波動、振盪狀態，表明系統很不穩定;
當電冰箱執行10～25min時，所測試的特徵引數還都處在～個上升階段;
當電冰箱執行30min時，其回氣溫度處於轉折狀態，回氣溫度慢慢轉為下降趨勢;排氣溫度也基本趨於穩定;而執行電流波動一直都不是很大，比較平穩。而執行功率也是在30rain左右，達到穩定的峰值;
當電冰箱執行40min時，其功率越來越小，電冰箱所需要的製冷量也越來越來低。
因此，按新的檢測方案，我們只需對其30min左右的時間內進行測試，就完全可以真實地反映出電冰箱的製冷效能情況。按傳統的檢測方法，我們可以檢測到焊漏(洩漏比較嚴重時)、焊塞、管路微堵、壓縮機不製冷或製冷不良等影響效能的常見故障。同樣，在新的檢測方案裡，也同樣可以對這些故障引起的製冷不合格現象進行篩選。在檢測效率方面，新的方案只要用到很短的檢測時間，就可以對冰箱的效能進行判定，大大提高了生產效率;而傳統的檢測時間一般都在2h以上，至少也需要90min。同時，在成本投入和檢測場地方面，
新的線上檢測方案也有很大的改觀。我們仍以36s的檢測節拍來進行計算：檢測時間為30min，縮短到1/3，這樣，檢測線體的長度也只需要原來的1/3左右，即50m，就可以達到傳統的動態檢測的效果[3]。
綜上所述，本檢測線系統設計決定以“新的檢測方案”為依託進行設計，以提高冰箱生產效率。
1.3.2 本文設計實現的目標 根據電冰箱製冷效能檢測的工藝要求設計一套電冰箱製冷效能檢測線控制系統，並程式設計實現。要求該系統能實現電冰箱生產不大於24s/臺的節拍能力，較傳統的冰箱檢測線功能性更強，並設計一個分揀平臺，能將檢測不合格的冰箱自動分離送往檢修區域檢修。並隨著製冷效能檢測技術的不斷髮展，能根據不同的檢測方案來適當更改線體設計，就可以滿足生產需要。總的來說，具有擴充套件性強、適應性好、能耗低、操作簡單、除錯方便等特點。
本文主要分成三個部分.
第一部分是冰箱檢測線體的設計。這部分主要論述冰箱檢測線體的設計思想、技術要求與元器件選擇，檢測線體設計成直線輸送線體，採用動力滾筒線板鏈，這樣的話，空間利用率高，中間傳動機構少。共有四條平行的冰箱測試板鏈線，每條線速度可調且能實現三種進出箱工況。
只進不出;
只出不進;
同進同出。
垂直並緊挨著四條板鏈線的兩旁各有一段輥道，分別由一個電機驅動，且速度可調。一側是進箱輥道，另一側是出箱輥道。輥道與板連結口處是頂升移載機，可由氣缸推動上下移動且電氣驅動皮帶傳動接送箱體。當沒有箱體在輥道上執行時，移載機(分佈在輥道下)不頂起;當有冰箱向板鏈上進或從板鏈上出時，移載機頂起，然後皮帶執行，準備接送箱動作，完成後，移載機落下。同一時間只能有一條板鏈線實現第三種工況。在出箱輥道旁邊有一條返回檢修輥道，專門用於輸送檢測判斷不合格的冰箱。在輥道和板鏈上根據需要安裝數量不等的光電感測器，檢測各種感測訊號以實現不同
冰箱在一條板鏈上全部排滿後有兩種方式進行上電檢測：
1、人工放置探頭後，再啟動箱體上電檢測電冰箱的回氣溫度、排氣溫度和電流值，通過資料採集，由上位機和分析軟體判斷冰箱製冷效能是否合格;
2、通過電冰箱排滿到位訊號開啟安裝在板鏈旁邊的冰箱製冷效能檢測儀，自動上電檢測，採集資料判斷冰箱是否合格。
考慮到生產經濟成本，決定採用第一種方式進行上電檢測。冰箱檢測完畢後，由條碼印表機打印出對應冰箱檢測後包含不同資訊的條碼，由人工貼上在冰箱箱體上預訂的區域上，以供下一個條形碼閱讀器工位檢測。這時，可等待事先設計的定時器定時到位自動發出請求出箱訊號(根據本系統選擇的檢測方案，檢測時間為30min，定時時間可設定為35min)，或者，由人工按出箱請求按鈕請求出箱。
第二部分是檢測線控制系統的設計。這部分分析控制系統的控制方案、整體設計、硬體設計、軟體設計、通訊設計等。這部分主要闡述了plc i/o的分配，硬體配置(plc+em223)等。
第三部分是系統模擬除錯，本系統中除去進輥道、出輥道與分揀平臺部分，每條檢測線的執行情況都一樣，系統主要是通過感測冰箱位置循序做出不同的處理，所以整個系統佔用i/o口較多，總共需要106個i/o口。由於實驗室s7-200 plc實驗箱不能接數字量擴充套件模組em223，所以可用i/o介面有限。本系統模擬除錯採 用一條檢測線模擬執行，經反覆程式配套修改，最後除錯執行良好，基本達到了預期的目標。
最後，我想談談這篇論文和系統存在的不足。
plc設計演算法和程式設計的優化。plc採用梯型圖設計法非常簡單直觀，但相同的任務不同的人程式設計可能程式會五花八門，因此程式設計時有一個優化的思路，儘可能的採用最短的程式實現最短的執行控制。把一些先進的演算法運用到本專案中，是該專案下一步研究的一個方向。
這篇論文的寫作以及修改的過程，也是我越來越認識到自己知識與經驗缺乏的過程。雖然，我儘可能地收集材料，竭盡所能運用自己所學的知識進行論文寫作，但論文還是存在許多不足之處，有待改進。請各位評委老師多批評指正，讓我在今後的學習中學到更多。
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