各位老师，各位同学，大家上午好!
我叫刘程明，是12级自动化3班的学生，我的论文题目是基于plc的冰箱制冷性能检测线控制系统的设计。论文是在王敬生导师的悉心指点下完成的，在这里我向我的指导老师表示深深的谢意，向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。下面我将本论文设计的制作情况向各位老师作一汇报，恳请各位老师批评指导。 首先，我想谈谈这个毕业论文设计的背景。 国际范围内冰箱制冷性能检测线系统的技术与设备主要有这样几个特点：一是机械大型化，主要技术参数与机械均向大型化发展，以满足高产、高效、集约化生产的需要。二是动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自 动张紧技术，对输送机进行动态监控与监测，大大地降低了输送带的张力，设备运行性能好，运输效率高。三是采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上突破限制，并确保输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。四是新型、高可靠性关键元部件技术，如先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。总体来说，人工作业少、生产效率高。
冰箱制冷性能检测线控制系统的不断完善和发展，能够处进冰箱性能的改进，推动全行业的技术的进步与繁荣，但我国冰箱检测线系统还不完善，全面引进既需要大量资金的投入，也不符合国家长久利益。设计一套运行功耗低、功能性强、操作简单自己的冰箱检测线，具有非常重要的意义。
其次，我想谈谈这篇论文的结构和主要内容。
冰箱制冷性能检测在整个生产线中占有十分重要的地位，不仅控制着生产速度和进程，而且直接影响冰箱的性能和质量。冰箱进入商检房后，向4条检测线分配，在进入检测板链线前，开始对每台电冰箱进行条形码读码，并将读码后的冰箱数据输入计算机中，当一条线上完后，插入电源和放置探头，然后分组进行送电，送完电后开始对冰箱测试。
基本要求
①了解冰箱制冷性能检测的工艺及对控制系统的要求; ②冰箱制冷性能检测线的软硬件设计方法;
③设计一套冰箱制冷性能检测线并画出系统流程图;并编程实现。
需研究的问题
①冰箱制冷性能检测线的控制方案;
②系统的软硬件系统设计。 电冰箱生产出厂前，制造厂必须对冰箱的制冷性能进行在线全检，以保证电冰箱具备正常的制冷功能，以被用户正常使用。现阶段，制造厂多以通过直接检测电冰箱温室的温度来判定其制冷系统是否正常。通常，电冰箱在生产线上通电通过2h左右的制冷，温室从室温降到判定温度以下，被确认为合格。 随着家电行业在我国的兴起，各大电冰箱制造厂的产能越来越大。提高生产效率来满足最大化的规模生产，是制造厂期待解决的问题之一。目前，国内大的电冰箱制造厂，其预装生产线的生产节拍大约为24s，发泡的熟化时间平均为360s(为了达到和预装、总装相同的生产节拍，发泡线经常是多工位、24h三班制连续工作)，总装生产线的生产节拍为25s左右。在这些生产节拍不能进一步提高的前提下，如何调节冰箱制冷性能检测线的节拍是制造厂的一大重要课题。生产厂家为了提高检测速度，往往采用更长的流水制冷性能检测线体，以保证电冰箱的检测时间，从而达到缩短冰箱制冷性 能检测线生产节拍这一目的。这样，在线检测的成本大大增加。
基于国内的在线检测两种方式：静态检测和动态检测，简单介绍如下：
(1)静态检测
检测系统由多条线体组成检测区，每条线体分多个台位。运输冰箱的线体为板链式结构。各线间在空中架有的专用线槽上布设温度测试模块，按测试台位布测试用的温度传感器，一般每台位2～3 支。各测试模块的测试数据通过通讯线缆汇集收集到计算机内，完成对各台位冰箱的制冷性能的自动检测，并依事先输入计算机各种型号的检测标准，得出冰箱制冷性能合格与否的判断结果。计算机及测试分析软件组成上位机系统，通过分析温度制冷曲线的变化，判断冰箱是否合格。(
2)动态检测 安装在工装板上的可以检测温度和功率的性能测试仪和电源控制箱组成独立的测试单元，当测试单元与放置在工装板上的冰箱运行到检测区入口的登录站时，通过条码扫描将冰箱信息输入到计算机中，计算机查询冰箱的检测曲线。数据查询方式灵活，既能以编号定向搜索，亦可通过各要素查看一批冰箱的数据。如查看某天某一型号的检测结果，只要在检索界面输入日期、型号，表格会立即显示符合条件的冰箱各项数据，双击被选中的冰箱记录，制冷曲线在新窗口显示出来。 对于上述的两种检测方式，静态检测线冰箱进出检测线的时间长，影响测试效率。一般静态检测线单线长度约为25m左右，平均每条线能放置25～30台电冰箱，按进箱、检测(90min)和出箱累计来算，一条线共占用时间2.5h～3h左右。这样，单线的节拍大约为6min。10条线的综合节拍大约为36s，整体检测线长度达到250m左右。而采用动态检测是可以解决这一问题，仍以36s的节拍来计算，进箱和出箱的时间忽略不计，检测时间实用90min的话，线体的长度应该保证150m。根据实际产量、工作时间的不同，制造厂的实际在线检测线长度会适当进行调整，一般会比静态检测有所减短。 以上提到的这两种检测方式，只是电冰箱检测线的布置不一样，而其检测原理都是一样的：以直接检测电冰箱的温室温度为基础，电冰箱通电运行一定的时间，然后直接读取问室内的温度(或通过电脑、热敏电阻等显示温度曲线)，在对照判定标准，进行判断该电冰箱是否性能合格。这种方法我们在这里称之为“传统检测方案”。
为了提高在线检测的效率，我们借鉴国外的一些技术经验，通过测量电冰箱的回气温度、排气温度以及电冰箱的运行功率(或电流)，来确定电冰箱的制冷系统是否正常运行，这种方法经研究，通电检测时间为30min，在这里我们称之为“新的检测方案”。
实验验证在确定回气温度、排气温度的前提下，电冰箱的系统的单位制冷量也基本是一稳定值;反过来，若一台电冰箱在通过制冷检测合格的情况下，我们可以判定其制冷量完全能够满足设计需要，而此时的各种特征参数也可以作为冰箱性能的直接判定依据。然后再根据功率(电流)来确定电冰箱的压缩机(或制冷系统)是否处于正常的工作状态，用以排除故障状态的制冷系统(比如制冷剂不足，制冷系统堵或压缩机故障等等)。因此，通过这三个特征参数(回、排气温度和运行电流或功率)，就可以快捷的对冰箱性能进行检测、判定。
新的检测方案也是以性能检测合格作为制定依据的，现在作如下简要介绍：
(1)通过检测不同的合格电冰箱的排气温度(td)、回气温度(ts)和电流值(i)，得到性能合格特征曲线;
(2)再根据不同的电冰箱，对分别对回气温度、排气温度和电流值进行整合，进行测试判定模型制作;
(3)根据电冰箱的合格排气曲线进行拟合，得到合格冰箱的拟合曲线;
(4)调整修正系数，我们得到排气温度的判定模型。对测试曲线处于模型曲线之内的，判定为合格，对于检测曲线处于模型之外的电冰箱，则判定为性能不合格;
新的检测方案经过实践验证一般运行情况如下:
当电冰箱开机运行5min时，其功率、电流等参数还都处于波动、振荡状态，表明系统很不稳定;
当电冰箱运行10～25min时，所测试的特征参数还都处在～个上升阶段;
当电冰箱运行30min时，其回气温度处于转折状态，回气温度慢慢转为下降趋势;排气温度也基本趋于稳定;而运行电流波动一直都不是很大，比较平稳。而运行功率也是在30rain左右，达到稳定的峰值;
当电冰箱运行40min时，其功率越来越小，电冰箱所需要的制冷量也越来越来低。
因此，按新的检测方案，我们只需对其30min左右的时间内进行测试，就完全可以真实地反映出电冰箱的制冷性能情况。按传统的检测方法，我们可以检测到焊漏(泄漏比较严重时)、焊塞、管路微堵、压缩机不制冷或制冷不良等影响性能的常见故障。同样，在新的检测方案里，也同样可以对这些故障引起的制冷不合格现象进行筛选。在检测效率方面，新的方案只要用到很短的检测时间，就可以对冰箱的性能进行判定，大大提高了生产效率;而传统的检测时间一般都在2h以上，至少也需要90min。同时，在成本投入和检测场地方面，
新的在线检测方案也有很大的改观。我们仍以36s的检测节拍来进行计算：检测时间为30min，缩短到1/3，这样，检测线体的长度也只需要原来的1/3左右，即50m，就可以达到传统的动态检测的效果[3]。
综上所述，本检测线系统设计决定以“新的检测方案”为依托进行设计，以提高冰箱生产效率。
1.3.2 本文设计实现的目标 根据电冰箱制冷性能检测的工艺要求设计一套电冰箱制冷性能检测线控制系统，并编程实现。要求该系统能实现电冰箱生产不大于24s/台的节拍能力，较传统的冰箱检测线功能性更强，并设计一个分拣平台，能将检测不合格的冰箱自动分离送往检修区域检修。并随着制冷性能检测技术的不断发展，能根据不同的检测方案来适当更改线体设计，就可以满足生产需要。总的来说，具有扩展性强、适应性好、能耗低、操作简单、调试方便等特点。
本文主要分成三个部分.
第一部分是冰箱检测线体的设计。这部分主要论述冰箱检测线体的设计思想、技术要求与元器件选择，检测线体设计成直线输送线体，采用动力滚筒线板链，这样的话，空间利用率高，中间传动机构少。共有四条平行的冰箱测试板链线，每条线速度可调且能实现三种进出箱工况。
只进不出;
只出不进;
同进同出。
垂直并紧挨着四条板链线的两旁各有一段辊道，分别由一个电机驱动，且速度可调。一侧是进箱辊道，另一侧是出箱辊道。辊道与板链接口处是顶升移载机，可由气缸推动上下移动且电气驱动皮带传动接送箱体。当没有箱体在辊道上运行时，移载机(分布在辊道下)不顶起;当有冰箱向板链上进或从板链上出时，移载机顶起，然后皮带运行，准备接送箱动作，完成后，移载机落下。同一时间只能有一条板链线实现第三种工况。在出箱辊道旁边有一条返回检修辊道，专门用于输送检测判断不合格的冰箱。在辊道和板链上根据需要安装数量不等的光电传感器，检测各种传感信号以实现不同
冰箱在一条板链上全部排满后有两种方式进行上电检测：
1、人工放置探头后，再启动箱体上电检测电冰箱的回气温度、排气温度和电流值，通过数据采集，由上位机和分析软件判断冰箱制冷性能是否合格;
2、通过电冰箱排满到位信号开启安装在板链旁边的冰箱制冷性能检测仪，自动上电检测，采集数据判断冰箱是否合格。
考虑到生产经济成本，决定采用第一种方式进行上电检测。冰箱检测完毕后，由条码打印机打印出对应冰箱检测后包含不同信息的条码，由人工粘贴在冰箱箱体上预订的区域上，以供下一个条形码阅读器工位检测。这时，可等待事先设计的定时器定时到位自动发出请求出箱信号(根据本系统选择的检测方案，检测时间为30min，定时时间可设定为35min)，或者，由人工按出箱请求按钮请求出箱。
第二部分是检测线控制系统的设计。这部分分析控制系统的控制方案、整体设计、硬件设计、软件设计、通信设计等。这部分主要阐述了plc i/o的分配，硬件配置(plc+em223)等。
第三部分是系统仿真调试，本系统中除去进辊道、出辊道与分拣平台部分，每条检测线的运行情况都一样，系统主要是通过感测冰箱位置循序做出不同的处理，所以整个系统占用i/o口较多，总共需要106个i/o口。由于实验室s7-200 plc实验箱不能接数字量扩展模块em223，所以可用i/o接口有限。本系统仿真调试采 用一条检测线模拟运行，经反复程序配套修改，最后调试运行良好，基本达到了预期的目标。
最后，我想谈谈这篇论文和系统存在的不足。
plc设计算法和程序设计的优化。plc采用梯型图设计法非常简单直观，但相同的任务不同的人编程可能程序会五花八门，因此程序设计时有一个优化的思路，尽可能的采用最短的程序实现最短的运行控制。把一些先进的算法运用到本项目中，是该项目下一步研究的一个方向。
这篇论文的写作以及修改的过程，也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然，我尽可能地收集材料，竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作，但论文还是存在许多不足之处，有待改进。请各位评委老师多批评指正，让我在今后的学习中学到更多。