【正文】
本設(shè)計(jì)中輸入和輸出信號(hào)都是數(shù)字信號(hào),故采用數(shù)字量擴(kuò)展模塊。C時(shí)最少70小時(shí))100小時(shí)/典型值(40176。C時(shí)最少8小時(shí))100小時(shí)/典型值(40176。表31 S7200CPU技術(shù)規(guī)范表技術(shù)規(guī)范CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226存儲(chǔ)器特性存儲(chǔ)器用戶程序運(yùn)行模式下編輯非運(yùn)行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)用戶數(shù)據(jù)2048字節(jié)2048字節(jié)8192字節(jié)10240字節(jié)10240字節(jié)掉電保持(超級(jí)電容)50小時(shí)/典型值(40176。S7200CPU技術(shù)規(guī)范如表31所示。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源,用于向輸入接口上的接入電氣元件供電,從而簡(jiǎn)化外圍配置[4]。目前PLC制造廠家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件,當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后,可用作圖形編程器,進(jìn)行用戶程序的編輯、修改,并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。編程裝置編程器作用是將用戶編寫(xiě)的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器,并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序,監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過(guò)程,顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。PLC還提供了各種特殊的I/O模塊,如熱電阻、熱電偶、高速計(jì)算器、位置控制、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、溫度控制、中斷控制、聲音輸出、打印機(jī)等專用型或智能型模塊,用以滿足各種特殊功能的控制要求。PLC提供了各種工作電平、連接形式和驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊,有各種功能的I/O模塊供擁護(hù)選用。系統(tǒng)程序一般由廠家編寫(xiě)的,用戶不能修改;而用戶程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的,由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(內(nèi)存)主要用語(yǔ)存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成部分。CPU在很大程度上決定了PLC的整體性能,如整個(gè)系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內(nèi)存容量。CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,它不斷的采集輸入信號(hào),執(zhí)行用戶程序,刷新系統(tǒng)的輸出。 PLC的基本組成及結(jié)構(gòu)PLC主要由CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存模塊、電源模塊、底版或機(jī)架組成。本設(shè)計(jì)是基于S7200瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng),瓷質(zhì)磚從窯爐輸出,經(jīng)皮帶傳輸,通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及擋板的控制,使其排放整齊,再使其疊放成一堆磚最后輸出的過(guò)程。1971年日本開(kāi)始生產(chǎn)可編程控制器,而歐洲是1973開(kāi)始的。其性能優(yōu)越,已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域??删幊炭刂破魇且环N工業(yè)控制計(jì)算機(jī),英文全稱:Programmable Controller,為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)區(qū)分,一般稱其為PLC。疊好的磚通過(guò)皮帶傳送至皮帶末端觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)SP,此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提示操作人員及時(shí)將疊好的磚裝箱。圖25 正常情況傳輸過(guò)程圖圖26 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程圖整個(gè)控制系統(tǒng)中各傳感器和電機(jī)符號(hào)說(shuō)明如表22所示。圖24 緊急情況傳輸通道圖 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程設(shè)計(jì)將排好的瓷質(zhì)磚通過(guò)皮帶傳輸至打包處,對(duì)其進(jìn)行打包。電機(jī)MC反轉(zhuǎn)使磚通過(guò)應(yīng)急通過(guò)傳輸走,此時(shí)操作人員可以按緊急按鈕PBTE使電機(jī)接觸器TCS斷開(kāi)從而使電機(jī)MC停止運(yùn)行,以確保瓷質(zhì)磚能夠正常輸出不影響生產(chǎn)線的正常工作。表21 傳感器及電機(jī)符號(hào)說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明FP光電傳感器1FA光電傳感器2CG接近開(kāi)關(guān)1CB接近開(kāi)關(guān)2ML慢速運(yùn)行電機(jī)MV快速運(yùn)行電機(jī)MC將磚送至打包處電機(jī)MFG控制門(mén)及擋板電機(jī)MSC控制皮帶上升電機(jī)從圖23和圖24可以看出,磚從窯爐輸出首先到達(dá)A區(qū)域,剛開(kāi)始時(shí)是門(mén)打開(kāi)擋板處于向上的狀態(tài),磚通過(guò)門(mén)到達(dá)B區(qū)域,到達(dá)擋板處時(shí),F(xiàn)A光電傳感器檢測(cè)到磚,此時(shí)PLC內(nèi)部定時(shí)器開(kāi)始延時(shí),延時(shí)時(shí)間到,關(guān)門(mén)擋板下降,此時(shí)磚到達(dá)C區(qū)域,電機(jī)MV是一個(gè)加速電機(jī),快速將磚送傳送到D區(qū)域,此時(shí)瓷質(zhì)磚有兩條通道可以走,一條通道為正常打包,另一條通道為緊急情況。如圖22和23所示瓷質(zhì)磚的排列過(guò)程的生產(chǎn)線。 瓷質(zhì)磚排列過(guò)程設(shè)計(jì)瓷質(zhì)磚剛從窯爐輸出時(shí),大部分磚可能是沒(méi)有排列整齊的,如果讓這樣的磚直接打包的話,這是非常困難的,所以在打包過(guò)程之前應(yīng)該先將磚排列整齊,再傳輸至打包過(guò)程,這樣就使打包過(guò)程變得簡(jiǎn)單容易。微動(dòng)開(kāi)關(guān)是具有微小接點(diǎn)間隔和快動(dòng)機(jī)構(gòu),用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)動(dòng)作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu),用外殼覆蓋,其外部有驅(qū)動(dòng)桿的一種開(kāi)關(guān),因?yàn)槠溟_(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)間距比較小,故名微動(dòng)開(kāi)關(guān),又叫靈敏開(kāi)關(guān)[5]。接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān),是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。接近開(kāi)關(guān)是種開(kāi)關(guān)型傳感器(即無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)),它既有行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性,同時(shí)具有傳感性能,且動(dòng)作可靠,性能穩(wěn)定,頻率響應(yīng)快,應(yīng)用壽命長(zhǎng),抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。 檢測(cè)元件的選擇瓷質(zhì)磚在傳輸?shù)倪^(guò)程中,需要對(duì)磚做出相應(yīng)的控制以達(dá)到控制的目的。圖21 打包系統(tǒng)工藝流程圖設(shè)計(jì)時(shí)考慮到磚排好后出現(xiàn)的應(yīng)急情況,所有在將排好的磚送至打包的過(guò)程中有N1和N2兩個(gè)通道,N1為應(yīng)急通道,當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)磚走此條通道避免影響打包的正常進(jìn)行。瓷質(zhì)磚從窯爐輸出后大部分都是排列不整齊的,所以在打包前應(yīng)該將磚排列整齊。本控制系統(tǒng)中采用自動(dòng)運(yùn)行方式與手動(dòng)運(yùn)行方式,正常情況下系統(tǒng)都是自動(dòng)運(yùn)行,當(dāng)出現(xiàn)緊急情況或者是需要單步運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行手動(dòng)操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制,所有控制開(kāi)關(guān)及按鈕都集成在開(kāi)關(guān)柜上。這個(gè)過(guò)程依靠各種傳感器對(duì)磚的位置進(jìn)行檢測(cè),來(lái)控制電機(jī)以及門(mén)及擋板達(dá)到使磚排列整齊的目的。 本文主要研究?jī)?nèi)容本文主要研究基于S7200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包系統(tǒng)控制。向西部發(fā)展的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略思想必然需要有高技術(shù)隨之轉(zhuǎn)移,生產(chǎn)也將需要自動(dòng)化技術(shù)的支持,這樣發(fā)展高技術(shù)自動(dòng)化也就是必然的趨勢(shì)[3]。當(dāng)前中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局也是非常的需要高技術(shù)來(lái)支持。在中國(guó),自動(dòng)化技術(shù)還未成熟,還需要長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,所以發(fā)展空間很大,這也是未來(lái)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。同時(shí),DCS也開(kāi)始向小型化的方向拓展。這一代系統(tǒng)以PLC和DCS為代表,從七十年代開(kāi)始應(yīng)用以來(lái),在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業(yè)過(guò)程控制中獲得迅猛的發(fā)展。控制系統(tǒng)從20世紀(jì)四十年代就開(kāi)始使用了,早期的現(xiàn)場(chǎng)基地式儀表和后期 的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身。自動(dòng)打包控制系統(tǒng)是現(xiàn)在很多工廠里面都在使用的自動(dòng)控制裝置,它能自動(dòng)的將生產(chǎn)好的產(chǎn)品通過(guò)皮帶傳輸,然后再通過(guò)一系列的工序?qū)a(chǎn)品自動(dòng)打包好或者是擺放整齊,或者是達(dá)到其他的包裝要求??删幊炭刂破鳎≒LC)可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。正是在這種發(fā)展的需求下,可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生。隨著大規(guī)模集成電路廣泛應(yīng)用,控制系統(tǒng)本身也得到長(zhǎng)足發(fā)展,已由原來(lái)的分立元件、繼電器控制,發(fā)展成為大規(guī)模集成電路的微機(jī)控制。近年來(lái),生產(chǎn)線上的自動(dòng)化控制應(yīng)用已越來(lái)越多,越來(lái)越廣泛。自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益,這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。在自動(dòng)化生產(chǎn)日漸普及的今天,在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù),包裝,如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩,而且效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。關(guān)鍵詞:S7200 PLC;EM223;瓷質(zhì)磚;打包控制系統(tǒng)ABSTRACTAutomatic packaging control system is now the factory production of one of the most mon control system application, it can improve the efficiency of production, greatly reduce labor costs, maximize t