基于鋼卷打捆機(jī)全自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究

孫紫艷+郭榮祥

摘 要：文章以X鋼集團(tuán)超薄帶鋼生產(chǎn)線(xiàn)為目標(biāo)對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套以PLC為控制器的控制系統(tǒng)。從自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，對(duì)比硬件的選型原則及S7-300的性能參數(shù)，最終控制部分選用了西門(mén)子S7300系列CPU315的PLC。

關(guān)鍵詞：鋼卷打捆機(jī)；PLC；全自動(dòng)控制

1 概述

打捆機(jī)是包裝機(jī)械行業(yè)的重要組成部分，響應(yīng)國(guó)家排能減耗的號(hào)召，它正逐漸向集成自動(dòng)化的方向發(fā)展，有效的提高了打捆機(jī)的使用效率，使得企業(yè)產(chǎn)量提高，進(jìn)而推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。由于鋼卷打捆機(jī)的投入作用，可以將鋼卷緊貼在被捆扎產(chǎn)品或包件面，確保了產(chǎn)品在傳送、貯存中不會(huì)因?yàn)榇蚶Σ唤Y(jié)實(shí)而散落。鋼卷打捆機(jī)正向打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)的道路上前進(jìn)，正向高品質(zhì)生產(chǎn)、高新科技探究以及健全的服務(wù)邁進(jìn)。以全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、多功能集成化、節(jié)能低碳的打捆機(jī)新體系發(fā)展。

PLC為了實(shí)現(xiàn)要求的控制功能，一般通過(guò)設(shè)置功能流程圖來(lái)進(jìn)行用戶(hù)程序編寫(xiě)，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程中的順序控制要求，實(shí)現(xiàn)了PLC的主要功能。因?yàn)榇蚶C(jī)使用接觸器的控制電路時(shí)比較復(fù)雜，而且動(dòng)作不迅速，穩(wěn)定性差，發(fā)生故障診斷以及排除故障時(shí)比較困難，使得生產(chǎn)成本大、效率低。為了有效提高打捆機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性和裝備的工作效率，因此研究、設(shè)計(jì)一套PLC控制器的全自動(dòng)控制系統(tǒng)的鋼卷打捆機(jī)是非常必要的。

2 鋼卷打捆機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)構(gòu)成分為以下幾部分：

供電部分：包括打捆機(jī)電氣系統(tǒng)供電和控制系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部分的供電回路。

主回路部分：包括控制系統(tǒng)內(nèi)的主要設(shè)備、加熱器、液壓泵和冷卻器。

控制回路部分：包括PLC、檢測(cè)元件、電磁閥、操作控制和報(bào)警顯示部分。

輔助回路：控制柜內(nèi)加熱、冷卻回路等。

PLC是電氣系統(tǒng)最核心重要的部位，它負(fù)責(zé)供電回路、主回路、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件的狀態(tài)信號(hào)采集發(fā)送，還包括操作臺(tái)發(fā)送控制指令，最后是由邏輯運(yùn)算發(fā)送給主回路、電磁閥發(fā)送操作命令，反饋到操作人員的運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)采用一套西門(mén)子S7 PLC控制系統(tǒng)，S7 PLC控制系統(tǒng)采用了ET200S系列。ET200S防護(hù)等級(jí)是ip20，有非常豐富的信號(hào)模塊，還能電機(jī)啟動(dòng)器、變頻器、 Profibus和Profinet網(wǎng)絡(luò)的分布式輸入輸出系統(tǒng)。因?yàn)樗鼜?qiáng)大的兼容性和擴(kuò)展功能，使得它在各個(gè)工程領(lǐng)域都得到了普遍廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)采用了S7 315 2DP CPU。該CPU模板具有3個(gè)Profinet接口，可以充分達(dá)到其它系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)要求，具體技術(shù)數(shù)據(jù)。PLC的輸入如圖1所示。

3 鋼卷打捆機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

由以上可得到，鋼卷全自動(dòng)打捆機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，且輸入、輸出點(diǎn)多，因此可以通過(guò)流程圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的表達(dá)。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求，各個(gè)打捆機(jī)的動(dòng)作都與一個(gè)相對(duì)應(yīng)的子程序進(jìn)行控制，在運(yùn)行過(guò)程中，程序?qū)ψ映绦蜻M(jìn)行掃描，打捆過(guò)程中每一分動(dòng)作都是通過(guò)主程序?qū)ο鄬?duì)應(yīng)的子程序調(diào)用進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其中主程序的控制流程圖如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

從自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件選型原則出發(fā)，對(duì)核心控制元件PLC進(jìn)行了選型，并進(jìn)行了電氣系統(tǒng)構(gòu)成以及電氣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的詳細(xì)介紹，并且鋼卷打捆機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

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