背景介绍：

在产品生产线上，最终合格品的检测一般采用人工检查，剔除次品的方式。随着检测技术的提高，人工成本的升高，检测元件的性价比等因素，高精度传感器应用开始广泛。本案介绍的是OMRON激光位移传感器（ZX2）做产品分类的系统。

工艺要求：

在以往的产品生产中，最后成品的参数检测和分类均是由人手测量，做上编号进行分类的！如下图1所示：分别用千分尺测量X、Y两点的厚度，然后进行相减，得出这两点的一个高度差。该系列合格成品的高度差一般在1.50mm～1.65mm之间，把它分成3类：A类在1.50mm～1.55mm之间；B类在1.55mm～1.60mm之间；C类在1.60mm～1.65mm之间；在1.50mm～1.65mm以外都是为次品！

B点
A点

                      图1  检测工件

人工测量的方式，由于工人的技术水平和操作方式不一。经常使得分类结果相差不一，或者把次品当作合格品。在这种情况下，引入电气精准测量，提高检测效率就很有必要了。

                      图 2 设备结构图

设备结构：

分为3部分，取件部、检测部、分类部。

机械结构如图2所示，首先由底链送工件进入工作台；气缸夹取工件平放在检测台并进行摆正；工件到位两边位置夹夹紧，触发检测器得到测量值，进过PLC处理得出分类结果，先打开滑行该分类挡板，松开位置夹。伸出推进气缸把工件推入滑坡，工件直接就掉到该分类的缺口里了。缺口处感应开关感应到工件进入，就关闭挡板。如果是不合格品，直接滑倒底。

检测设备的功能及要求：

1、    工件段差检测精度在0.02mm以内；

2、    检测数据能够保存起来；

3、    分类范围可以进行更改；

4、    能手动/自动进行检测切换，容易看到测量数据。

根据控制要求，进行的系统配置如下：

对应该检测要求，OMRON 位移传感器ZX2能很好满足该要求。

ZX2系列 CMOS型激光位移传感器，可测量精度到10 um，IP67的防护等级，还能在移动状态中实现稳定的测量。ZX2在检测精度上满足客户需求，并且对于设置简单可以做到无手册设置，对初次使用电气测量来说是很容易就能掌握的。在本项目中，我们是使用两台ZX2线型光束去测量两个位置的高低差，同时加入演算单元，使得检测更加准确。

系统开发中的需要解决的问题：

1、检测处理及存储

在工件固定后，硬线触发两台ZX2检测，并进过演算单元进行计算得到要测量的高度差。PLC通过模拟量读取该检测数据，通过与原先定义好的分类值进行比较，得到分类结果！并把数据存储到触摸屏上，通过触摸屏自带的数据采集器生成CSV格式文件保存在外置U盘。然后读取在电脑上进行保存，一般也只是进行历史数据的查看和统计。

2、通信解决方案

客户现在的需求是3台同样的设备，要进行检测数据统一存储。可能后续还要进行6～8台相同设备的数据集中。在这种情况下，PLC之间就需要做数据交换。初步方案中，每台PLC上加一个CIF11走PC LINK的协议，设置一台为主机，采集从机检测到的数据。

图3 串行PLC连接图

串行PLC连接的结构如上图3 所示，PLC内部自动交换10个字的数据。实际应用只要主机读从机的数据就可以了。

但是现场应用效果却不太理想，PC link容易受干扰掉线，并且不能重启通信。在外部干扰断线的情况下，通信中断后只能重新上电才能再次开启PC link进行通信。把通信模块换成CIF21在机器运行久了也还是会发生断线，最后只有换成无协议的通信方式，改成主机无协议发送，从机host link被动访问的方式。

读取1#

这种主从式的读取方式，灵活性比较大，端口重启和掉线重启很实用。唯一缺点就是需要编写串口读写程序，使用上没有pc link那样方便。

Host link 通信方式

通信口设置：

主机发送读取命令：@01RD0100001057 * 读取1#从机D100开始地址的10个字。从机响应返回信息，用RXD直接接收数据，然后比较地址、返回头代码RD，如果一致，就把后面的10个字MOV到存储地址，并同时触发触摸屏作数据收集。然后发送@02RD0100001054 * 读取2#从机的数据，不断的循环读取达到采集的目的

正常工作情况，每次检测要保存的记录数据有7个：设备号、物料号、操作员号、检测时刻、A点数据、B点数据、段差数据。

3、PLC时间同步：

PLC在运行久了之后内部时钟就会产生偏差，为了在检测数据汇总时每台设备时间能够一致。这就需要从机与主机同步，主机的时钟由触摸屏修正，然后主机每隔1小时就会发送一条本机的时钟。从机检测到是时钟数据，就会使用DATE指令更新本机时钟，达到时钟同步的效果。

4、重复收集的处理

使用主机读取方式，从机被动访问。为了避免采集重复数据，在返回数据中，以实际的检测时刻和从机身来标识，若两者相同就判断为同一数据，不作处理。时间同步最大的作用是作重复识别使用的。

OMRON 产品在检测系统的应用

对于ZX2应用要求的分析：

ZX2优点是设置简单功能强大。在实际应用当中，需要注意很多问题。其中就是对检测技术的了解，就各种测具的比较。在该系统段差检测中，直接用非接触的ZX2替代接触式的百分尺，对比中体现出它本身使用寿命及测量精度的优势。但是同时，在使用环境中有更多的要求。

1、  精度测量必须有一个稳定精准定做的支架；

2、  检测物件必须有固定的治具，防止检测点发生偏移；

3、  在精度要求高的场合，多台测量和增加演算单元，其效果更佳。

对于检测系统的数据处理方式分析：

传统的人工检测，都是以人工录入的方式。中间环节较多，出错几率较大。在电气测量系统中，利用PLC做数据收集，触摸屏做数据保存的方式，很切合客户的实际应用。对于多台测量设备，数据统一集中保存的系统，其通信难度相当于做用PLC集散控制。要处理的问题有以下几点：

1、  单台设备的数据收集需要在PLC上保持多组记录，使用堆栈功能做数据分配，变址存储等；

2、  多台设备做集中收集，其通信方式使用的选择。PC link 无需编程、抗干扰能力稍差、使用简单但不灵活，无协议 编程复杂调试难度高、但使用灵活与上位机配合方便、可以程序作掉线处理，使用网络功能模块 无需编程、开发简单抗干扰能力强、但价格贵。根据实际应该的需求选择合适的方式。

3、  系统配置的选择，在检测系统中，逻辑控制要求不高，重点在于数据的处理，对于检测速度快速，本身需要较大的存储空间和运算速度，点数多少倒是不太主要了；

上位机的选用，根据客户的需求，只在现场查看记录的可用OMRON低端NB系列的触摸屏；需要做数据保存并做成分类存储的使用高端NS的触摸屏，带上以太网很能远程读取数据采集的记录。对于收集的数据要录入服务器作产品信息跟踪的只能用工控机了。