The Challenge:

開發(fā)一個可靠的工業(yè)清洗機流水線自動控制系統(tǒng)，可輕松的實現(xiàn)監(jiān)督以及實時的報警監(jiān)測。

The Solution:

使用NI 的CompactRIO硬件和LabVIEW軟件，建立一個先進的實時控制和監(jiān)測系統(tǒng)，并使系統(tǒng)是全自動的，易于使用和高度可靠。 一個汽車零部件的制造商在其工業(yè)清洗機器的流水線上需要一個實時控制和監(jiān)測系統(tǒng)，旨在清除生產(chǎn)線上附著于汽車零部件的油脂和一些雜質。在零件的制造過程中，需要清洗其零件的每個部分甚至其最小細節(jié)，才得以進入生產(chǎn)線的下一階段。所建議的解決方案需要能夠向操作員顯示可靠的實時數(shù)據(jù)以及提供通過觸摸屏電腦與用戶進行交流的接口。

"通過使用NI的技術，我們開發(fā)了一個先進的、全自動的工業(yè)清洗機流水線，而且它易于使用和維護。結合CompactRIO平臺與LabVIEW的能力幫助我們迅速解決了復雜的問題，這比我們使用市場上的其他產(chǎn)品更容易。"

系統(tǒng)硬件和軟件

在工業(yè)行業(yè)中，有一系列不同性能的可編程邏輯控制器（PLC），但經(jīng)過對現(xiàn)有產(chǎn)品的綜合研究，我們選擇了CompactRIO與NI 的 C系列模塊作為我們的系統(tǒng)開發(fā)平臺。這種配置提供了一個靈活的、高性能和低成本的解決方案，并且具有相同或比PLC更優(yōu)越的功能。

研究小組選擇了堅固耐用的NI cRIO-9074集成控制器，它將一個400 MHz的工業(yè)實時處理器和一個可重新配置的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)融合在一個底板中，適用于嵌入式的機器控制和監(jiān)測應用。從多種I / O模塊中，我們選擇了NI 9425漏極數(shù)字輸入模塊去檢測光電信號，脈沖發(fā)生器的位置和限位開關。NI 9476源極數(shù)字輸出模塊控制著氣動閥門，氣動液壓缸，水和真空泵，并且確保了負載的精確運動狀態(tài)。NI 9203數(shù)據(jù)采集模塊測量了清洗室內部的真空壓力，而NI 9211熱電偶輸入模塊測量了水、空氣干燥度、負載以及腔室的溫度。

此外，NI PPC-2115工業(yè)平板電腦具有內置觸摸屏，它被證明是處理機器與用戶之間交流的正確選擇。利用工業(yè)平板電腦技術，我們?yōu)轱@示整個清洗機流水線的狀態(tài)提供了一個用戶友好，高度可控的環(huán)境。該解決方案可以節(jié)省空間，是大型人機界面大型應用的理想選擇。

為了控制系統(tǒng)，我們選擇了圖形化系統(tǒng)設計軟件LabVIEW，因為它易于使用、具有可移植性以及可擴展性。而且LabVIEW編程環(huán)境也有助于顯著地縮短開發(fā)時間。

清洗機流水線的實施

清洗機器流水線由Bosio d.o.o設計和開發(fā)，主要是基于兩個方面的需求。首先是傳送系統(tǒng)，通過管理裝有負載的籃子到達傳輸系統(tǒng)的最后自由區(qū)域途中的運動,來保證線路空間的最佳利用。操作員可以在清洗機的腔室內的兩個位置裝載籃子并激活輸送帶。在籃子運送到清洗機內之前，系統(tǒng)為籃子加上蓋子，并在過程結束時自動移除。此外，自動卸載籃子由兩步操作完成。

在開發(fā)傳送系統(tǒng)時，主要的挑戰(zhàn)是要確保速度和可靠性。該系統(tǒng)采用精確到毫米的激光光電管來確定籃子的位置和下一步措施?；@子蓋在輸入/輸出時的操作也要求很高的精度。我們通過使用脈沖編碼器測量其位置來確定系統(tǒng)的卸載速度。該處理器檢測到源于脈沖編碼器的脈沖并且通過數(shù)學計算將它們轉換成合適的單位。其結果提供了卸載部分的正確位置。

第二個因素是清洗的過程。它包括洗滌周期的不同階段，并且過程中要確保負載的干凈和干燥。洗滌過程需要適當?shù)呐渲?，其中包括機械、電氣和編程要求的復雜組合。機械要求包括許多不同的保證洗滌質量的清洗選擇。該系統(tǒng)可對負載進行結合了水射流、負載循環(huán)、用壓縮空氣鼓泡、抽真空和加熱等組合的方式進行清洗。此時，系統(tǒng)獲取和處理大量數(shù)據(jù)。溫度，壓力，水位，以及籃子的位置需要加以控制。提供了精確度和快速響應時間的比例積分微分(PID)控制器完成了這個任務，確保了清洗質量保持一致。