西門子S7-200PLC在自動(dòng)稱重混料系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、僅供個(gè)人參考西門子S7-200PLC在自動(dòng)稱重混料系統(tǒng)中的應(yīng)用S7-200 PLC/固體混料/EM231/效率1引言制藥、食品、農(nóng)藥和化工生產(chǎn)等等都離不開固體混料裝置。固體混料比例的精確性和均勻性是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，同樣也是產(chǎn)品品質(zhì)一致性的保障。傳統(tǒng)的固體混料裝置常采用繼電接觸器控制，使用硬連接電器多，可靠性差，自動(dòng)化程度不高1,無(wú)論在配料、混料等階段都存在諸多不確定因素，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。目前已有許多企業(yè)采用PLC對(duì)原繼電接觸器控制系統(tǒng)做改造，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和自控程度。改造后的PLC控制系統(tǒng)不僅電路簡(jiǎn)單，投資少，而且靈活性好，有利于系統(tǒng)在線升級(jí)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供了很好的保 障。

2、西門子S7-200系列PLC具有許多優(yōu)點(diǎn)2，如，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適于惡劣環(huán)境；(2)體積小，功耗低;(3) 編程簡(jiǎn)單，可在線調(diào)試；(4)通信能力強(qiáng)等等。這些優(yōu)勢(shì)使得它適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè)及自動(dòng)化 控制的需要。其強(qiáng)大功能不僅表現(xiàn)在對(duì)數(shù)字量的靈活控制，利用其擴(kuò)展模塊也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的簡(jiǎn)單控制。本文提岀一種新型的固體混料裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該方案采用西門子 S7-200PLC+稱重模塊為系統(tǒng)核心控制器實(shí)現(xiàn)固體的混料稱重設(shè)計(jì)，為繼電接觸器系統(tǒng)改造提供了思路。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介圖1是某單位固體混料稱重裝置。該系統(tǒng)的整個(gè)工作過程如下：電磁閥YV1、電磁閥YV2和電磁閥YV

3、3分別負(fù)責(zé)控制A、B和C 口的進(jìn)料，起初混料裝置為空罐，混料空罐自重200kg，該混料裝置一次混料總質(zhì)量為 500kg(每次混料的最大重量為 600kg)。工作過程：先打開閥YV1,在A 口進(jìn)料到200kg時(shí)，閥YV1關(guān)閉；閥YV1關(guān)閉同時(shí)打開閥 YV2,在B 口進(jìn)料到 400kg時(shí)，閥YV2關(guān)閉；閥YV2關(guān)閉同時(shí)打開閥 YV3,C 口進(jìn)料到500kg時(shí)閥YV3關(guān)閉,此時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開始 工作，當(dāng)攪拌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪連續(xù)攪拌 5分鐘后，打開電磁閥YV4,將混料罐內(nèi)固體全部放岀，完成一次混料稱 重控制過程。aOrconI rifc云TV丄壬g3 i自龍稱重混斜建老裝置史2.2系統(tǒng)控制原理本方案主要是

4、用稱重模塊將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量信號(hào)變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(420mA直流信號(hào)),然后將該信號(hào)送入模擬量輸入模塊EM231的一個(gè)模擬輸入端，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)交給 PLC的CPU處理，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出料口電磁閥切換 控制和攪拌電動(dòng)機(jī)工作，控制整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)混料生產(chǎn)。2.3系統(tǒng)硬件組成本系統(tǒng)控制方案是具有理想性價(jià)比的控制方案。該系統(tǒng)選擇西門子S7-200系列CPU222AC/DC/繼電器+模擬量輸入模塊EM231為主控制器，還包括稱重模塊一個(gè)、電磁閥四個(gè)、按鈕兩個(gè)(啟動(dòng)按鈕、停止按鈕各一個(gè))、攪拌用直流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)等構(gòu)成。2.4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)CPU222AC/DC/繼電器有8個(gè)輸入點(diǎn),6個(gè)輸出點(diǎn)，用于電磁閥控制和電機(jī)控制。 模

5、擬量輸入模塊 EM231有四 個(gè)通道模擬量輸入端，本設(shè)計(jì)只用A輸入通道,其他三個(gè)通道未用的通道短接處置。本設(shè)計(jì)采用電流信號(hào),A通道接線為將“R與“+”豆接，外部電流信號(hào)與相應(yīng)的 “A+和“A”接線端相連。采用單極性電流輸入，DIP開關(guān) 具體設(shè)置為：SW1和SW2為ON;其余扳到OFF位置。輸入輸出設(shè)備及 PLC的I/O配置表如表1所示。弋口«鷺“AC320表 1S7-200PLC I/O 分配表3.謨?cè)诳磳缰q備4SB.舟止10-10QH3L0笑4 A控觀庇去閔0X1*420X319JU：2X (認(rèn)KM10 0 0 000 0 00 00CTU2NAAC /IX：/© 電獸：

6、M 00 CA 02 CU 2M 04 DJ 0.6 0.7 M L不得用于商業(yè)用途0 0 0 000 0 00 0 0 0S3停止擰鈕舌雖 l4-*?0rtAl 音詳靜000 0 0 000000 0RA A+ A- ?B B+ F- RC C4 心 RD D4 DEM331蛆 I0 0 000 0 0© 0O024 V DC系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)圖如圖2所示。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1標(biāo)度變換模擬量輸入信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換變成PLC可識(shí)別人數(shù)字信號(hào)。在PLC的程序設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)控制需要，模擬 量通過手工計(jì)算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量3,公式如下：式中，A/模擬量輸入信號(hào)的最丈值；A廣摸擬量輸 入信號(hào)的最

7、小值；TIvwrohm si ( >WiJT Mill停上VWqhu U><=*!()叭MU.L"f >vw*km 2ae空mu 4廠*附滋7T mo l 5wu33 襪形遇DmAm經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值；DOA0經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值；A模擬量信號(hào)值；DA經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值。該混料罐一次混料的總質(zhì)量為500kg,考慮到罐自重200kg。使用比較指令實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)質(zhì)量的準(zhǔn)確控制，要得到對(duì)應(yīng)200kg、400kg、600kg和700kg時(shí)模擬量輸入寄存器 AIW0的數(shù)值 D200、D400、D600、D700。已 知S7-200的模擬量輸入模塊加入標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)為

8、420mA,對(duì)應(yīng)輸入200kg800kg（A0Am）,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為640032000（D0Dm）。根據(jù)公式（3.1）得到:3200M40D800-200 'X DD '-= I且一A1 D = (200-2 0()同理，D戶149眈；D：=234迢 D二冇7皈在PC機(jī)上安裝運(yùn)行STEP7 MicroWin V4.0軟件，編寫系統(tǒng)的梯形圖程序，經(jīng)過調(diào)試的程序如圖 3所示。急停 按鈕的設(shè)置是為了應(yīng)付突發(fā)事件時(shí)，能夠使設(shè)備迅速停止工作，避免事故的發(fā)生。4結(jié)束語(yǔ)本文從系統(tǒng)的控制要求入手，給岀了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖和軟件程序，控制過程中的模擬量（質(zhì)量）由擴(kuò)展模塊EM231 +梅特勒-托

9、利多的FWC稱重模塊來實(shí)現(xiàn)輸入控制。為現(xiàn)代工業(yè)控制過程中的繼電接觸器的PLC改造提供了思路。實(shí)踐證明，該控制系統(tǒng)安全、可靠性高，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。馬曉娜張冬梅 文麗僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la rec

10、herche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to員bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ygoiccH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex.For personal use only in study and research; not for commercial use以下無(wú)正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche u