Камера для экологических испытаний специально подвергает продукцию воздействию жарких, холодных и влажных условий, копируя годы полевых испытаний за несколько дней. Камера обеспечивает нагрев, охлаждение и увлажнение, а система управления устанавливает скорость изменения, время выдержки и сохраняемые данные. На современных камерных линиях эта работа выполняется через HMI Siemens. HMI Siemens — это окно оператора в камеру: он рисует профиль наклона-выдержки, отображает текущие тенденции, сохраняет сигналы тревоги и экспортирует журналы данных для аудиторов. В этом руководстве показано, какСименс ЧМИуправляет изменением температуры и влажности,-профилированием выдержки, как работает регистрация данных в камере окружающей среды с экспортом в CSV, а также как один поставщик автомобилестроения использовал HMI Siemens для прохождения испытаний IEC 60068 с точными числами.
Что делает камера экологических испытаний и где подходит Siemens HMI
Камера температуры и влажности нагревает, охлаждает, увлажняет и осушает единое рабочее пространство, поэтому каждый образец находится в одинаковых условиях. Компрессор, обогреватели, увлажнитель и вентиляторы выполняют свою работу; Датчики PT100 измеряют температуру, а емкостной датчик измеряет относительную влажность. HMI Siemens никогда не переключает силовое оборудование самостоятельно; ПЛК делает.
Они кормятПЛК SIMATIC S7-1200, чьи контуры ПИД-регулирования каждую секунду переключают нагреватели, клапаны и увлажнители. Оператор общается с HMI Siemens, а HMI Siemens общается с ПЛК через PROFINET: ПЛК управляет в режиме реального времени, а HMI Siemens обрабатывает профили, отображение, регистрацию, сигналы тревоги и права доступа. Каждый экран HMI Siemens обновляется непосредственно с помощью тегов ПЛК, поэтому оператор в реальном времени наблюдает за каждым градусом и процентом относительной влажности.
Цикл управления, стоящий за каждым изменением скорости и выдержкой
Каждый профиль использует два хода. Плавное изменение — это контролируемое изменение, например, повышение температуры с 25 до 885 градусов со скоростью 3 градуса в минуту; замачивание поддерживает фиксированные условия в течение установленного времени, например, 85 градусов и относительную влажность 50% в течение четырех часов. В интерфейсе Siemens HMI каждый шаг содержит заданную температуру, скорость изменения, заданную влажность, время выдержки и диапазоны сигналов тревоги. HMI Siemens отправляет значения в ПЛК, ПЛК управляет оборудованием, а HMI Siemens считывает измерения несколько раз в секунду, удерживая длительные тесты в пределах допуска.
Почему инженеры выбирают HMI Siemens для управления камерой
Цикл влажной-жары может продолжаться 24 часа, а квалификация — пять дней без перерыва, поэтому потеря данных представляет собой реальный риск. Команды выбирают HMI Siemens для непрерывной промышленной эксплуатации и обслуживания по всему миру.
Оборудование, подходящее для камерного шкафа
Распространенным выбором является TP700 Comfort: 7-дюймовый TFT-дисплей с разрешением 800 × 480, два коммутируемых порта PROFINET, два слота SD и два порта USB; в камерах большего размера используется TP900/TP1200 Comfort или Unified MTP1000. Один кабель соединяет S7-1200, а другой подключается последовательно к сети предприятия без использования дополнительного переключателя. SD хранит журналы, USB экспортирует CSV, а HMI Siemens монтируется за герметичной дверной рамкой, которая не пропускает влажный воздух.
Инструменты времени выполнения, созданные для длительных тестовых запусков
В TIA Portal WinCC Comfort предоставляет ЧМИ Siemens четыре инструмента: отображение заданных значений-по сравнению с-измеренными трендами, именованные профили рецептов,-сигналы тревоги с отметкой времени и запись SD с фиксированным-интервалом. HMI Siemens также поддерживает уровни пользователей, поэтому операторы проводят тесты, а профили редактируют только инженеры. Они входят в стандартную комплектацию HMI Siemens и не требуют специального кодирования.
Изменение температуры и влажности-Профилирование выдержки на ЧМИ Siemens
Изменение температуры и влажности-профилирование выдержки означает разбиение стандарта на упорядоченные этапы, вводимые один раз и используемые повторно. В HMI Siemens профиль находится в рецепте, по одному сегменту в каждой строке, и ПЛК последовательно перемещается по строкам.
Объяснение этапов изменения температуры, выдержки и влажности
Каждый сегмент содержит пять значений: целевая температура, скорость изменения температуры в градусах в минуту, целевая влажность, время выдержки и следующее действие (продолжение, цикл или возврат к комнатным условиям). HMI Siemens сразу показывает активный сегмент и индикатор выполнения, а HMI Siemens отклоняет невозможные вводы.
Как запрограммировать профиль линейного изменения-выдержки на интерфейсе Siemens HMI
Как запрограммировать профиль линейного изменения-выдержки в ЧМИ Siemens, это просто, поскольку панель использует простые формы, а не код. Откройте экран рецептов в HMI Siemens, добавьте запись, например «IEC60068-2-30_ECU_A», затем введите сегменты: один, 85 градусов при 3 градусах в минуту, 50 % относительной влажности, выдержка 240 минут; два, -40 градусов при 2,5 градусах в минуту, влажность выключена, выдержка 120 минут; три, 40 градусов при 3 градусах в минуту, относительная влажность 93 %, выдержка 720 минут; и конечный сегмент возвращается к 25 градусам. Сэкономьте на HMI Siemens и загрузите в ПЛК. Сохраненные профили дублируются для новых продуктов, опережая программистов бумажных диаграмм.
Управление рецептами: один экран для каждого стандарта продукта
HMI Siemens хранит каждый профиль в виде записи рецептов с возможностью поиска, а HMI Siemens может хранить сотни таких профилей; Затем WinCC Comfort экспортирует записи в формате CSV для редактирования и повторного-импорта в Excel. Качественная версия имени файла, и утвержденный профиль возвращается в HMI Siemens без каких-либо разногласий по поводу бумаги или версии.
Регистрация данных экологической камеры с экспортом в CSV
Аудиторы требуют кривую, а не устное обещание, поэтому незарегистрированного теста вполне могло и не быть. Регистрация данных климатической камеры с экспортом в формате CSV превращает готовый цикл в отслеживаемый документ, а для ЧМИ Siemens не требуется стороннее программное обеспечение-.
Что регистрировать и как часто
В HMI Siemens инженер выбирает зарегистрированные теги: временную метку, измеренную и заданную температуру, измеренную и заданную влажность, активный сегмент и состояние камеры. Сопоставьте интервал с самым быстрым изменением: при скорости 3 градуса в минуту 10-секундные строки захватывают примерно 0,5 градуса каждая, а 12-часовая выдержка создает 4320 строк, что тривиально для карты емкостью 32 ГБ. HMI Siemens осуществляет запись непрерывно, а хорошо построенный проект HMI Siemens присваивает файлам имена по идентификатору камеры, дате и номеру запуска, поэтому журналы никогда не перезаписываются.
От кривых тренда к отчету в формате CSV
HMI Siemens отображает текущие тенденции с заданными и фактическими значениями разными цветами. По завершении работы оператор открывает экран журнала на HMI Siemens, нажимает «Экспорт» и сохраняет CSV на USB или SD. Панели Comfort записывают CSV напрямую; Панели Unified Comfort экспортируют CSV с помощью элемента управления тенденциями или сценария. Файлы открываются в Excel с выровненными столбцами, поэтому диаграмма «прошел/не прошел» занимает несколько минут.
Регистрация трендов и сигналов тревоги Siemens HMI для испытательных камер
Регистрация трендов и тревог Siemens HMI для испытательных камер отвечает на второй вопрос аудитора: что-то пошло не так? Журнал сигналов тревоги на HMI Siemens записывает, когда значение выходит за пределы диапазона, когда оно возвращается и кто это подтвердил. Типичные диапазоны составляют ±2 градуса и ±3 % относительной влажности с гистерезисом 0,5 градуса относительно вибрации. В каждой строке указаны дата, время, тег и значение, а в сочетании с тенденцией журналы точно показывают, когда, насколько далеко и на какое время камера вышла за пределы диапазона.
Практический пример: поставщик автомобильных ЭБУ применяет термоциклирование и влажное нагревание на HMI Siemens
Рассмотрим поставщика автомобилей уровня-1 в Шэньчжэне, который производит блоки управления двигателем (ЭБУ) для европейских и отечественных платформ. Каждый ECU перед отправкой проходит экологическую квалификацию. Лаборатория заменила старый одноконтурный контроллер на ПЛК S7-1200 и HMI Siemens TP700 Comfort в камере объемом 408 литров. HMI Siemens также заменил устаревший бумажный самописец.
Настройка камеры и управления
Диапазон камеры составляет от -40 до +150 градусов и относительную влажность от 20 % до 98 %, нагрев со скоростью 4 градуса в минуту и охлаждение в среднем со скоростью 3 градуса в минуту. Его вкладыш изготовлен из нержавеющей стали 304 толщиной 1,2 мм, поскольку циклы влажности вызывают коррозию более тонких вкладышей более низкого качества. Датчики PT100 класса A соответствуют допуску IEC 60751 ±(0.15 + 0.002|t|) степени, а емкостной датчик влажности имеет точность ±2 % относительной влажности. S7-1200 запускает два контура ПИД, в то время как HMI Siemens обрабатывает профиль, тенденции, сигналы тревоги и журналы, производя выборку каждые 10 секунд на SD-карту емкостью 32 ГБ и экспортируя CSV из переднего порта USB.
Профиль теста, шаг за шагом, с реальными числами
В эксперименте сочетались термоциклирование IEC 60068-2-14 с сегментом камеры для циклических влажно-тепловых испытаний IEC 60068 на основе IEC 60068-2-30 Test Db. Двенадцать ЭБУ располагались на непроводящей стойке, термопары были приклеены к двум важным микросхемам. HMI Siemens выполнил один рецепт:
- Сегмент 1: подъем от 25 до 85 градусов со скоростью 3 градуса в минуту, подъем 20 минут, относительная влажность 50 %.
- Сегмент 2: выдержите при 85 градусах и относительной влажности 50 % в течение 240 минут.
- Участок 3: подъем от 85 градусов до -40 градусов, скорость 2,5 градуса в минуту, 50-минутный спуск, влажность выключена.
- Сегмент 4: выдержать -40 градусов в течение 120 минут.
- Сегмент 5: изменение температуры от -40 до 40 градусов при скорости 3 градуса в минуту, около 27 минут, относительная влажность повышается до 93 %.
- Этап 6: выдержка при 40 градусах и относительной влажности 93 % в течение 720 минут, 12-часовая фаза сырости и тепла.
- Сегмент 7: охлаждение от 40 до 25 градусов в течение 180 минут при сохранении относительной влажности не менее 95 %, что соответствует контролируемому охлаждению IEC 60068-2-30.
Один цикл занял около 22,6 часов, шесть раз повторялись, что составило 135,7 часа бега. С интервалом в 10 секунд ЧМИ Siemens сохранял около 48 800 строк данных по восьми тегам. Операторы проверяли тенденции HMI Siemens дважды за смену, никогда не записывая показания на бумаге. После потери питания ЧМИ Siemens возобновил работу в активном сегменте.
Результаты измерений
В течение трех месяцев и 24 партий новая линия HMI Siemens сравнивалась со старым контроллером. Настройка профиля сократилась на 40 %, с 25 до 15 минут, поскольку рецепты загружались из HMI Siemens, а не вводились вручную. Равномерность температуры увеличена до ±1,6 градуса по сравнению с требованием ±2,0 градуса; влажность поддерживается в пределах ±2,1 % относительной влажности. Среди 48 800 записанных строк в журнале не было пробелов, и было всего два тревожных предупреждения, каждое из которых длилось менее 90 секунд во время линейного изменения. Отчеты клиентов сократились с 2 часов до 6 минут на экспорт и составление диаграмм в формате CSV, что означает сокращение бумажной работы на 95 %. Квалификация первого-прохода выросла с 83 % до 96 %, а энергия цикла упала на 12 %, поскольку более жесткая настройка ПИД-регулятора на панели управления Siemens позволила сократить поиск нагревателя вблизи заданного значения.
Соответствие IEC 60068 с отслеживаемыми записями
IEC 60068-2-14 охватывает изменение температуры, IEC 60068-2-30 – циклическое влажное нагрев с циклом продолжительностью 12 и 12 часов, а IEC 60068-2-78 – постоянное влажное нагрев. Все требуют подтверждения того, что образцы действительно находились в указанных условиях: например, IEC 60068-2-30 требует охлаждения до 25 градусов ±3 К в течение 3–6 часов при относительной влажности выше или равной 95 %. Живой показ не может доказать это неделю спустя; зарегистрированный CSV-файл из HMI Siemens. Строки с отметками времени, парные столбцы заданных значений/измерений и история сигналов тревоги образуют воспроизводимую запись, на практике EEAT; HMI Siemens предоставляет оборудование для достоверных и заслуживающих доверия записей.
Шесть практических советов по программированию камеры на HMI Siemens
Сначала создайте профили как записи рецептов, экспортируйте CSV, укажите версию имени файла и рассматривайте его как основной. Во-вторых, регистрируйтесь каждые 5–10 секунд при изменении скорости от 2 до 4 град/мин. В-третьих, установите предупреждение на ±1,5 градуса, сигнал тревоги на ±2 градуса, с гистерезисом против вибрации. В-четвертых, нарисуйте заданное значение и измеренное значение на одном и том же графике Siemens HMI, где проблемы настройки проявляются в виде пробелов. В-пятых, используйте управление пользователями в HMI Siemens, чтобы заблокировать редактирование под учетной записью инженера. В-шестых, заранее протестируйте экспорт с помощью 30-минутного фиктивного цикла: извлеките CSV из HMI Siemens и откройте его в Excel. Ошибка регистрации, обнаруженная за 30 минут, стоит дешево; тот, который был найден через 135 часов, - нет.
Заключение
Палата заслуживает доверия лишь настолько, насколько ее профиль и записи. Аппаратное обеспечение создает условия; контролирующая сторона решает, соответствуют ли они стандарту и сможет ли кто-нибудь это доказать. АСименс ЧМИнаходится в центре этой работы, превращая изменение температуры и влажности-профилирование замачивания в рецепты многократного использования, а регистрацию данных климатической камеры с экспортом CSV в чистый, проверяемый файл. Как показывает пример ECU, выигрыш можно измерить: ускорение настройки на 40 %, отсутствие пробелов примерно в 48 800 строках, сокращение-времени создания отчетов на 95 % и процент первого-прохождения до 96 %. Для лабораторий, которым необходимы повторяемые профили и достоверные записи, HMI Siemens не является дополнительным экраном -, это уровень, который делает тест оправданным.
