تقوم غرفة الاختبار البيئي بدفع المنتجات عبر الظروف الحارة والباردة والرطبة عن قصد، مما يؤدي إلى نسخ سنوات من الإجهاد الميداني في بضعة أيام. توفر الغرفة التدفئة والتبريد والترطيب، بينما يقوم نظام التحكم بتعيين معدلات التغيير وأوقات الانتظار والبيانات المحفوظة. في خطوط الغرفة الحديثة، تتم هذه المهمة من خلال Siemens HMI. يعد Siemens HMI بمثابة نافذة المشغل إلى الغرفة: فهو يرسم ملف تعريف الامتصاص المنحدر-، ويعرض الاتجاهات المباشرة، ويخزن الإنذارات، ويصدر سجلات البيانات للمدققين. يوضح هذا الدليل كيف أسيمنز HMIيتعامل مع ملفات تعريف درجات الحرارة والرطوبة-، وكيفية عمل تسجيل بيانات الغرفة البيئية باستخدام تصدير CSV، وكيف استخدم أحد موردي السيارات جهاز Siemens HMI لاجتياز اختبار IEC 60068 بالأرقام الثابتة.
ما الذي تفعله غرفة الاختبار البيئي، وأين يناسب Siemens HMI
تعمل غرفة درجة الحرارة والرطوبة على تسخين وتبريد وترطيب وإزالة الرطوبة من مساحة عمل موحدة بحيث ترى كل عينة نفس الظروف. يقوم الضاغط والسخانات وجهاز الترطيب والمراوح بهذا العمل؛ تقوم مجسات PT100 بقراءة درجة الحرارة، ويقوم مسبار سعوي بقراءة الرطوبة النسبية. لا يقوم Siemens HMI أبدًا بتبديل أجهزة الطاقة بنفسه؛ يقوم PLC بذلك.
هذه تغذية أسيماتيك S7-1200 بي ال سي، التي تعمل حلقات PID الخاصة بها على تبديل السخانات والصمامات وأجهزة الترطيب كل ثانية. يتحدث المشغل إلى Siemens HMI، ويتحدث Siemens HMI إلى PLC عبر PROFINET: يتحكم PLC في الوقت الفعلي، بينما يتعامل Siemens HMI مع ملفات التعريف والعرض والتسجيل والإنذارات وحقوق الوصول. يتم تحديث كل شاشة Siemens HMI مباشرة من علامات PLC، بحيث يراقب المشغل كل درجة ونسبة مئوية من الرطوبة النسبية مباشرة.
حلقة التحكم خلف كل منحدر ونقع
يستخدم كل ملف تعريف حركتين. المنحدر هو تغيير يمكن التحكم فيه، مثل التسخين من 25 درجة إلى 885 درجة بمعدل 3 درجات في الدقيقة؛ ويحافظ النقع على ظروف ثابتة لفترة زمنية محددة، مثل 85 درجة و50% رطوبة نسبية لمدة أربع ساعات. في Siemens HMI، تحمل كل خطوة درجة الحرارة المستهدفة، ومعدل المنحدر، والرطوبة المستهدفة، ووقت النقع، ونطاقات الإنذار. يرسل Siemens HMI القيم إلى PLC، ويقوم PLC بتشغيل الأجهزة، ويقرأ Siemens HMI القياسات عدة مرات في الثانية، مع الاحتفاظ بالاختبارات الطويلة ضمن التسامح.
لماذا يختار المهندسون جهاز Siemens HMI للتحكم في الغرفة
يمكن أن تستمر دورة الحرارة الرطبة- لمدة 24 ساعة والتأهيل على مدار خمسة أيام بدون توقف، لذا فإن فقدان البيانات يمثل خطرًا حقيقيًا. تختار الفرق جهاز Siemens HMI للخدمة الصناعية المستمرة والخدمة العالمية.
الأجهزة التي تناسب خزانة الغرفة
الاختيار الشائع هو TP700 Comfort: شاشة TFT مقاس 7-بوصة 800 × 480، ومنفذان PROFINET مبدلان، وفتحتان SD، ومنفذان USB؛ تستخدم الغرف الأكبر حجمًا TP900/TP1200 Comfort أو Unified MTP1000. يربط أحد الكابلات S7-1200، والسلاسل الأخرى بشبكة المصنع، بدون أي محول إضافي. يحمل SD السجلات، ويقوم USB بتصدير ملف CSV، ويتم تركيب Siemens HMI خلف إطار الباب المغلق الذي يمنع دخول الهواء الرطب.
أدوات وقت التشغيل المصممة لعمليات التشغيل الاختبارية الطويلة
في TIA Portal، يوفر WinCC Comfort أربع أدوات لـ Siemens HMI: عرض الاتجاه المحدد-مقابل-عرض الاتجاه المُقاس، وملفات تعريف الوصفات المُسماة، والإنذارات المختومة بالوقت-، وتسجيل SD بفاصل زمني ثابت-. يدعم Siemens HMI أيضًا مستويات المستخدم، لذلك يقوم المشغلون بإجراء الاختبارات بينما يقوم المهندسون فقط بتحرير الملفات الشخصية. تأتي هذه بشكل قياسي في Siemens HMI، بدون أي ترميز مخصص.
منحدر درجة الحرارة والرطوبة-توصيف النقع على جهاز Siemens HMI
منحدر درجة الحرارة والرطوبة-يعني تحديد نمط الامتصاص تقسيم المعيار إلى خطوات مرتبة يتم إدخالها مرة واحدة وإعادة استخدامها إلى الأبد. في Siemens HMI، يعيش ملف التعريف في وصفة، مقطع واحد لكل صف، ويتحرك PLC عبر الصفوف بالترتيب.
شرح خطوات المنحدر والنقع والرطوبة
يحتوي كل مقطع على خمس قيم: درجة الحرارة المستهدفة، ومعدل الانحدار بالدرجة / الدقيقة، والرطوبة المستهدفة، ووقت النقع، والإجراء التالي (المتابعة، أو التكرار، أو العودة إلى ظروف الغرفة). يُظهر Siemens HMI الجزء النشط وشريط التقدم في لمحة سريعة، ويرفض Siemens HMI الإدخالات المستحيلة.
كيفية برمجة ملف تعريف منحدر-Soak Profile على Siemens HMI
تعد كيفية برمجة ملف تعريف منحدر-منحدر على Siemens HMI أمرًا بسيطًا، نظرًا لأن اللوحة تستخدم نماذج عادية، وليس تعليمات برمجية. افتح شاشة الوصفة على Siemens HMI، وأضف سجلاً مثل "IEC60068-2-30_ECU_A"، ثم أدخل المقاطع: واحد، 85 درجة عند 3 درجات / دقيقة، 50٪ رطوبة نسبية، نقع لمدة 240 دقيقة؛ اثنان، -40 درجة عند 2.5 درجة / دقيقة، الرطوبة قبالة، نقع 120 دقيقة؛ ثلاثة، 40 درجة عند 3 درجات / دقيقة، 93% رطوبة نسبية، نقع لمدة 720 دقيقة؛ ويعود الجزء النهائي إلى 25 درجة. احفظ على Siemens HMI وقم بتنزيله على PLC. يتم تكرار الملفات الشخصية المحفوظة للمنتجات الجديدة، مما يتفوق على مبرمجي المخططات الورقية.
إدارة الوصفات: شاشة واحدة لكل معيار منتج
يحتفظ Siemens HMI بكل ملف تعريف كسجل وصفة يمكن البحث فيه، ويمكن لـ Siemens HMI تخزين المئات منها؛ يقوم WinCC Comfort بعد ذلك بتصدير السجلات كملف CSV لتحرير Excel وإعادة -استيرادها. تُصدر الجودة اسم الملف، ويعود ملف التعريف المعتمد إلى Siemens HMI، دون أي نزاعات على الورق أو الإصدار.
تسجيل بيانات الغرفة البيئية مع تصدير CSV
يطلب المدققون المنحنى، وليس الوعد الشفهي، لذلك ربما لم يحدث اختبار غير مسجل. يؤدي تسجيل بيانات الغرفة البيئية باستخدام تصدير CSV إلى تحويل التشغيل النهائي إلى مستند يمكن تتبعه، وفي Siemens HMI لا يحتاج إلى برنامج -طرف ثالث.
ما يجب تسجيله، وكم مرة
في Siemens HMI، يختار المهندس العلامات المسجلة: الطابع الزمني، ودرجة الحرارة المقاسة ونقطة الضبط، والرطوبة المقاسة ونقطة الضبط، والجزء النشط، وحالة الغرفة. قم بمطابقة الفاصل الزمني مع أسرع منحدر: عند 3 درجات / دقيقة، تلتقط 10{9}}صفوف ثانية حوالي 0.5 درجة لكل منها، ويؤدي النقع لمدة 12 ساعة إلى إنشاء 4320 صفًا، وهو عدد تافه بالنسبة لبطاقة سعة 32 جيجابايت. يكتب Siemens HMI بشكل مستمر، ويقوم مشروع Siemens HMI المصمم جيدًا بتسمية الملفات حسب معرف الغرفة والتاريخ ورقم التشغيل بحيث لا تتم الكتابة فوق السجلات أبدًا.
من منحنيات الاتجاه إلى تقرير CSV
يعرض Siemens HMI الاتجاهات الحية مع نقطة الضبط والقيمة الفعلية بألوان مختلفة. في نهاية التشغيل، يفتح المشغل شاشة السجل على Siemens HMI، ويضغط على التصدير، ويحفظ ملف CSV إلى USB أو SD. لوحات الراحة تكتب ملف CSV مباشرةً؛ تقوم لوحات Unified Comfort بتصدير ملف CSV من خلال التحكم في الاتجاه أو البرنامج النصي. يتم فتح الملفات في Excel باستخدام أعمدة محاذية، لذا فإن مخطط النجاح/الفشل يستغرق دقائق.
سيمنز HMI الاتجاه وتسجيل الإنذارات لغرف الاختبار
يجيب اتجاه Siemens HMI وتسجيل الإنذارات لغرف الاختبار على سؤال المدقق الثاني: هل حدث خطأ ما؟ يسجل سجل الإنذار الموجود على Siemens HMI عندما تترك القيمة نطاقها، ومتى تعود، ومن اعترف بها. النطاقات النموذجية هي ±2 درجة و±3% RH مع تباطؤ 0.5 درجة ضد الثرثرة. يحمل كل صف التاريخ والوقت والعلامة والقيمة، ويقترن بالاتجاه، وتظهر السجلات بالضبط متى، وإلى أي مدى، ومدة تحرك الغرفة خارج النطاق.
دراسة الحالة: يقوم مورد وحدة التحكم الإلكترونية للسيارات بتشغيل الدراجات الحرارية والحرارة الرطبة على واجهة HMI من شركة Siemens
فكر في استخدام وحدات التحكم في المحرك (ECUs) لمصنعي السيارات (ECU) في Shenzhen Tier-1 للمنصات الأوروبية والمحلية. تمر كل وحدة تحكم إلكترونية بالمؤهل البيئي قبل الشحن. استبدل المختبر وحدة التحكم القديمة أحادية الحلقة بـ S7-1200 PLC وTP700 Comfort Siemens HMI في غرفة سعة 408 لترًا. حل Siemens HMI أيضًا محل مسجل الرسم البياني الورقي القديم.
إعداد الغرفة والتحكم
تمتد الغرفة -40 درجة إلى +150 درجة و20% إلى 98% رطوبة نسبية، تسخين عند 4 درجات / دقيقة وتبريد عند 3 درجات / دقيقة في المتوسط. بطانة المنتج مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بسمك 1.2 مم، نظرًا لأن دورات الرطوبة تؤدي إلى تآكل البطانات الرقيقة والمنخفضة الجودة. تحمل مجسات PT100 من الفئة A درجة التسامح IEC 60751 ±(0.15 + 0.002|t|) ، ومسبار الرطوبة السعوية دقيق حتى ±2% RH. يقوم S7-1200 بتشغيل حلقتين PID بينما يقوم Siemens HMI بتشغيل الملف الشخصي والاتجاهات والإنذارات والسجلات، وأخذ عينات كل 10 ثوانٍ إلى بطاقة SD سعة 32 جيجابايت وتصدير ملف CSV من منفذ USB الأمامي.
ملف الاختبار، خطوة بخطوة، بالأرقام الحقيقية
يجمع التشغيل بين التدوير الحراري IEC 60068-2-14 وقطاع غرفة الاختبار الدوري للحرارة الرطبة IEC 60068 استنادًا إلى اختبار IEC 60068-2-30 Db. تم وضع اثنتي عشرة وحدة تحكم إلكترونية على حامل غير موصل، ومزدوجات حرارية ملتصقة برقاقتين مهمتين. قام Siemens HMI بتشغيل وصفة واحدة:
- الجزء 1: منحدر من 25 درجة إلى 85 درجة عند 3 درجات / دقيقة، تسلق لمدة 20 دقيقة، رطوبة نسبية 50%.
- الجزء 2: نقع في درجة حرارة 85 درجة ورطوبة نسبية 50% لمدة 240 دقيقة.
- الجزء 3: المنحدر من 85 درجة إلى -40 درجة عند 2.5 درجة / دقيقة، نزول لمدة 50 دقيقة، إيقاف الرطوبة.
- الجزء 4: نقع -40 درجة لمدة 120 دقيقة.
- الجزء 5: منحدر -40 درجة إلى 40 درجة عند 3 درجات/دقيقة، حوالي 27 دقيقة، ترتفع الرطوبة إلى 93% رطوبة نسبية.
- الجزء 6: نقع في درجة حرارة 40 درجة و93% رطوبة نسبية لمدة 720 دقيقة، مرحلة الحرارة الرطبة التي تبلغ 12-ساعة.
- الجزء 7: التبريد من 40 درجة إلى 25 درجة لمدة 180 دقيقة مع الاحتفاظ بنسبة 95% على الأقل من الرطوبة النسبية، بما يتوافق مع التبريد المتحكم فيه IEC 60068-2-30.
استغرقت الدورة الواحدة حوالي 22.6 ساعة، وتم تكرارها ست مرات لمدة 135.7 ساعة من التشغيل. في فاصل زمني مدته 10 ثوانٍ، قام جهاز Siemens HMI بتخزين ما يقرب من 48800 صف بيانات عبر ثماني علامات. قام المشغلون بفحص اتجاه Siemens HMI مرتين في كل نوبة عمل، ولم يكتبوا أبدًا قراءات على الورق. بعد انقطاع الطاقة، تم استئناف Siemens HMI في الجزء النشط.
النتائج المقاسة
وعلى مدار ثلاثة أشهر و24 دفعة، تم قياس خط Siemens HMI الجديد مقابل وحدة التحكم القديمة. انخفض إعداد الملف الشخصي بنسبة 40%، من 25 إلى 15 دقيقة، بسبب تحميل الوصفات من Siemens HMI بدلاً من الإدخال اليدوي. تشديد توحيد درجة الحرارة إلى ±1.6 درجة مقابل متطلبات ±2.0 درجة؛ الرطوبة الموجودة ضمن ±2.1% رطوبة نسبية. عبر 48800 صف مسجل، لم يحتوي السجل على أي فجوات، مع تحذيرين فقط، كل منهما أقل من 90 ثانية أثناء المنحدر. انخفضت تقارير العملاء من ساعتين إلى 6 دقائق لتصدير وتخطيط ملفات CSV، مما أدى إلى خفض الأعمال الورقية بنسبة 95%. ارتفعت نسبة تأهيل النجاح الأول- من 83% إلى 96%، وانخفضت طاقة الدورة بنسبة 12% نظرًا لضبط PID الأكثر إحكامًا على جهاز Siemens HMI الذي أدى إلى قطع السخان بالقرب من نقطة الضبط.
تلبية IEC 60068 مع السجلات التي يمكن تتبعها
يغطي المواصفة IEC 60068-2-14 التغير في درجات الحرارة، والمواصفة IEC 60068-2-30 الحرارة الرطبة الدورية على دورة مدتها 12 زائد 12 ساعة، والمواصفة IEC 60068-2-78 الحرارة الرطبة الثابتة. تتطلب جميع العينات إثباتًا على أن العينات شهدت بالفعل الظروف المحددة: تتطلب المواصفة IEC 60068-2-30، على سبيل المثال، التبريد إلى 25 درجة ±3 كلفن خلال 3 إلى 6 ساعات عند نسبة رطوبة نسبية أكبر من أو تساوي 95%. ولا يمكن للعرض المباشر أن يثبت ذلك بعد أسبوع؛ ملف CSV مسجل من علبة Siemens HMI. تشكل الصفوف ذات الطابع الزمني وأعمدة القياس/نقطة الضبط المقترنة وسجل الإنذارات سجلاً قابلاً لإعادة التشغيل، وهو ما يعتبر EEAT عمليًا؛ توفر شركة Siemens HMI الآلات اللازمة للسجلات الموثوقة والجديرة بالثقة.
ستة نصائح عملية لبرمجة غرفة على جهاز Siemens HMI
أولاً، أنشئ ملفات تعريف كسجلات وصفات، وقم بتصدير ملف CSV، وإصدار اسم الملف، والتعامل معه على أنه ملف رئيسي. ثانيًا، سجل كل 5 إلى 10 ثوانٍ على منحدرات تتراوح من 2 إلى 4 درجات / دقيقة. ثالثًا، اضبط التحذير على ±1.5 درجة، والتنبيه على ±2 درجة، مع وجود تباطؤ ضد الثرثرة. رابعاً، ارسم نقطة الضبط والقيمة المقاسة على نفس اتجاه Siemens HMI، حيث تظهر مشكلات الضبط على أنها فجوة. خامسًا، استخدم إدارة المستخدم على Siemens HMI لقفل التحرير خلف تسجيل دخول المهندس. سادسا، اختبر التصدير مبكرًا باستخدام دورة وهمية مدتها 30 دقيقة: اسحب ملف CSV من Siemens HMI وافتحه في برنامج Excel. يعد العثور على خطأ في التسجيل خلال 30 دقيقة أمرًا رخيصًا؛ واحد تم العثور عليه بعد 135 ساعة ليس كذلك.
خاتمة
ولا تتمتع الغرفة بمصداقية إلا بقدر ما تتمتع به من ملف شخصي وسجلات. الأجهزة تخلق الظروف. يقرر جانب التحكم ما إذا كانت مطابقة للمعايير وما إذا كان بإمكان أي شخص إثبات ذلك. أسيمنز HMIيقع في مركز هذه المهمة، حيث يحول منحدر درجة الحرارة والرطوبة-التنميط الممتص إلى وصفات قابلة لإعادة الاستخدام وتسجيل بيانات الغرفة البيئية مع تصدير ملف CSV إلى ملف نظيف وقابل للتدقيق. وكما تظهر حالة وحدة التحكم الإلكترونية، فإن المكاسب قابلة للقياس: إعداد أسرع بنسبة 40%، وعدم وجود فجوات عبر 48800 صف تقريبًا، وتقرير-الوقت المقطوع بنسبة 95%، ومعدل النجاح الأول-يصل إلى 96%. بالنسبة للمختبرات التي تحتاج إلى ملفات تعريف قابلة للتكرار وسجلات جديرة بالثقة، فإن واجهة Siemens HMI ليست شاشة إضافية - إنها الطبقة التي تجعل الاختبار قابلاً للدفاع عنه.
