基于LABVIEW 的汽車后橋氣密性自動檢測系統設計

廖金團，覃京翎，王莉莉，鄭志明，曾慶文

（1.柳州城市職業學院，廣西 柳州 545036；2.柳州五菱汽車工業有限公司，廣西 柳州 545007）

0 引 言

目前，某汽車集團汽車后橋油管及總成試漏工位仍采用傳統的人工涂抹肥皂水的方法來進行氣密性測試。該方法人為因素影響較大，測試結果不夠精確，無法保證產品質量，生產效率低下。因此，本設計提出采用專門的氣密性檢測儀，以PLC為主控制器，通過LABVIEW分析檢測儀采集的數據，判斷后橋油管及總成氣密性的好壞，并顯示在PC機上。LABVIEW是虛擬儀器領域具有代表性的編程軟件，具有良好的圖形化編程環境和可視化界面，廣泛應用于數據采集與分析領域[1]。結果顯示，利用LABVIEW作為人機交互界面，界面友好，操作簡單，適用于生產線操作人員。

1 檢測系統硬件組成

系統的硬件構成如圖1所示。為加快生產節拍，提高生產效率，對油管氣密性檢測采用雙工位結構，即配備兩臺氣密性檢測儀，每個工位單獨檢測，互不干擾影響。目前，市面上較常用的氣密性檢測儀有直壓檢漏儀、微差壓檢漏儀和流量檢測儀。綜合各因素考慮，本設計選用COSMO計器公司設計生產的空氣檢漏儀LS-1866。該儀器內部集成了高性能差壓傳感器和智能I型空氣回路，能進行16個頻道的獨立設置，并配有標準的串行通信接口，可以連接到電腦進行數據處理。PLC選用了臺達DVP14SS211R，該系列屬于薄型輕巧的臺達PLC，內置RS-232與RS-485串口通信接口，并兼容了MODBUS ASCII/RTU通信協議。上位機選用西門子箱式工控機，是一種結構極為堅固、性能十分可靠的緊湊型工業PC，能以通用方式安裝在機器、控制柜以及控制箱中。該類型PC的特點是具備高性能、占用空間小，且可以靈活安裝與裝配。PLC通過與空氣檢漏儀LS-1866的控制I/O接口連接對其進行控制，LABVIEW通過RS-232串口通信來讀取空氣檢漏儀LS-1866的檢測數據，并將數據處理結果通過RS-232串口通信傳送給PLC，使PLC執行相應的動作。

圖1 系統硬件構成

2 系統軟件設計

2.1 通信處理

要實現系統的自動檢測功能，關鍵在于各設備之間數據的傳輸。串口通信是一種在計算機與計算機之間或計算機與外圍設備之間傳送數據的常用方法[2]。與GPIB總線、VXI總線、PXI總線相比較，串口通信具有技術簡單成熟、性能穩定、價格低廉、通信快捷等優點[3]。LABVIEW軟件為用戶提供了豐富的串口通信函數，如圖2所示。VISA是一個標準應用程序，編程接口對串口的驅動函數進行統一封裝。LABVIEW通過調用VISA的串口通信功能函數，可以實現串口的初始化、讀寫及串口關閉等功能[4]。編寫串口通信程序的一般流程如圖3所示。

圖2 VISA串口功能函數

圖3 編寫串口通信程序的一般流程

圖4 是本設計LABVIEW與臺達PLC實現串口通信的程序框圖。

2.2 PLC控制程序

圖4 PLC與LABVIEW串口通信程序

PLC作為系統的主控制器，起著承上啟下的作用。它的控制流程如圖5所示。系統啟動后，會先判斷工位上是否有待測工件。若有，則啟動空氣檢漏儀，并發送指令給LABVIEW，讓其接收相應的數據并存儲、分析。LABVIEW對數據分析處理完成后，會反饋給PLC，判斷工件的氣密性是否合格。若工件氣密性合格，則將工件轉移至下一工位；若工件氣密性不合格，則轉至人工復檢。

圖5 PLC控制流程圖

2.3 LABVIEW程序設計

本系統中，LABVIEW作為人機交互界面起著至關重要的作用。它不僅要采集空氣檢漏儀檢測的數據進行分析處理并顯示在工控機上，還要保存這些數據，以便后期工作人員查看。圖6是當前工件檢測的數據界面。通過該界面可以設定最大、最小泄漏量，可以顯示泄漏量、測試壓力及測試結果。檢測的泄漏量還可以通過曲線顯示，方便工作人員對數據進行比較分析。圖7是數據查詢界面，可以查看歷史檢測數據，同時能導出歷史數據。

3 結 論

圖6 實時監控界面

圖7 數據查詢界面

本文針對目前某汽車集團后橋油管氣密性檢測方法的不足，設計了基于LABVIEW的氣密性自動檢測系統。該系統以LABVIEW作為上位機，負責人機交互和對數據的采集、分析與存儲；PLC作為主控制器，

負責收集設備狀態信號，接收上位機指令，執行相應的動作。該系統通過LABVIEW界面，不僅可以時時監測當前工件的數據狀態，還可以查看之前檢測過的工件數據，方便工作人員進一步的分析處理。目前，該系統已投入試運行，并達到了預期效果。