西门子6ES7232-0HD22-0XA0现货库存
引言
随着工业自动化的发展，PLC与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛，尤其是PLC具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。自动生产线的工件传送系统一般包括上下料装置、传送装置、组合加工和储料装置。在特定情况下需要采用执行机构完成不同工件的传送。主要描述自动生产线中的一个环节，通过自动分选装置分别将不同的工件输送到不同的生产线上。PLC与气动装置在自动分选与卸物的应用，可以借鉴为各种气动与控制系统设计的应用范例，作为液压与气动、自动化设计等课程的工程项目训练与教学的平台。
1自动分选装置设计
1.1分选装置工作状态分析
自动生产线上有不同工件，根据系统设计的要求，会分选进入相关的生产线。扬州电力设备修造厂的设备主生产线上有很多工件，按照不同的装配要求分配到A生产线与B生产线，通过工件识别传感器识别A线工件与B线工件，再由自动分选装置的气动技术移位到相应的生产线上。自动分选装置示意图如图1所示。
若工件A：下降气缸Y降落、机械手通过握紧气缸Z握紧、tisheng气缸Ytisheng、气缸X1左行、下降气缸Y降落、握紧气缸Z松开，使工件放在归定的A生产线上，tisheng气缸Ytisheng、气缸X1右行原位、待下个工作的识别判断。
若工件B：下降气缸Y降落、机械手通过握紧气缸Z握紧、tisheng气缸Ytisheng、气缸X2右行、下降气缸Y降落、握紧气缸Z松开，使工件放在归定的B生产线上，tisheng气缸Ytisheng、气缸X2左行到原位、待下个工作的识别判断。
1.2气动回路的设计
自动分选装置的气动控制回路（见图2）是由2个握紧气缸Z（根据需要，有时5个）、一个tisheng气缸Y、一个A线气缸X1、一个B线气缸X2、一个工件识别传感器SP、组成，有握紧到位传感器SZ，分选装置有物传感器SW，上升到位传感器SY+，下降到位传器SY-，A线气缸左行到位传感器SX1-，A线气缸右行到位传感器SX1+，B线气缸左行到位传感器SX2-，B线气缸右行到位传感器SX2-，握紧松开二位五通电磁阀YVZ，上升下降二位五通电磁阀YVY，A线二位五通电磁阀YVX1，B线二位五通电磁阀YVX2，气缸的动作状态及电磁阀的状态见表1。
表1 电磁阀、气缸状态表
1引言
近年来，随着我国化纤工业的飞速发展与进步，连续线聚酯生产也步入了一个全新的阶段。这就要求聚酯生产的工艺方法不断的完善及设备运行的可靠性不断tigao。冷却水循环系统在整个聚酯切粒的生产过程中必不可少的系统设备，它们对切粒生产过程中的冷却水的温度、压力按工艺所规定的要求进行恒定并可调节；使切处于佳状态下运行，并要求给中控室dcs系统进行通讯。
以前传统的循环除盐水控制系统是采用继电器控制电路，并利用pid调节仪表来控制压力及水温，随着工艺要求的不断tigao传统的控制系统已远远不能满足。根据新的工艺要求，我们充分利用可编程控制器（plc）的逻辑控制性、简便性和可靠性，将其作为主要的控制元件，设计制造出一套使用pid控制器，可控制冷却水的温度及压力，并与中控室进行profribus-dp通讯。
2循环除盐水系统简介
循环除盐水电控系统对聚合造粒所需冷却水温度、压力、液位、过滤器报警信号等进行采集，由可编程控制器对数据进行处理运算后，运用pid控制器，再控制调节阀、电磁阀、水泵、带式过滤器等器件来实现冷却恒温等控制功能；循环除盐水电控系统可与中控室dcs系统由profribus协议通讯。图1是循环除盐水系统原理图。
图1 循环除盐水系统原理图
水箱中除盐水由浮球阀根据液位进行自动补液。由温度度传感器t检测管道中水温，运用pid控制气动调节阀v4调节冷冻水的liuliang使除盐水温度始终保持在设定温度。带式过滤器上有液位传感器h1，用来判断过滤器是否被堵，当过滤器被堵后，要启动过滤器电机拖动滤布走动，到设定的时间后停止。水箱里有低液位传感器，用于与水泵联锁。为了使除盐水到达切粒系统水压在设定值，由压力传感器p2检测管道水压，运用pid控制气动调节阀v3。由于板式换热器容易被堵，要经常清理，系统要求对板式换热器进行在线切换，当板式换热器1工作时，电磁阀v1工作，电磁阀v2关闭，当压力传感器p1值大于p2值在某设定值后，表明板书式换热器1已被堵，这时电磁阀v2工作，v1关闭，切换到板式换热器2工作。整个项目对除盐水循环系统可靠性的要求非常高,要求系统每年连续运行时间不低于8000小时，由于整个系统工艺对水温的高低也有严格的要求，也要求水温的调节精度比较高，系统的自动化程度也比较高，现场无人维护，所有数据与此中控室进行交换，使得中控室（dcs）能对设备做到全程监控。
3控制系统硬件组成
根据整个工艺条件要求，在充分比较国内外各品牌小型plc的各种功能参数及性价比的基础上，我们控制系统选用西门子的s7-200系列可编程控制器（plc）为主要控制元件。装置采用cpu226（ac/dc/继电器），其输出可分组直接接ac220v的电磁阀、dc24v气动阀及三相固体继电器控制泵电机。由于需要采集温度压力和控制调节阀，选用了em231和em232模拟量模块，和dcs通讯采用em277profibus-dp模块。cpu226具有极高的可靠性，操作便捷，并且运行速度快，拥有很强的内部集成特殊功能；具有pid控制器，在程序中多可用8条pid指令，这些指令只要不用相同回路号，各pid运算之间就不会互相干涉，这有利于控制多个调节阀进行多点温度控制。而cpu226有2个rs485通讯/编程口，其具有ppi通讯协议、mpi通讯协议和自由方式通讯能力；这两个通讯口一个用于与显示器通讯，另一个用于电脑进行调试。em277profibus-dp 模块用于接收来自dcs指令及温度设定，并上传报警信号。运用step7-micro/winv4.0（sp6）软件，可以在bbbbbbs系列的操作系统下进行编写plc控制程序，step7-micro/winv4.0（sp6）还可在线调试并监视用户程序。
选择td400c中文文本显示器作为装置的终端显示器，用选择项确认方法td400c可显示多80条信息，拥有可编程的15个功能键，并提供密码保护功能，参数在显示器中显示并可用输入键进行修改，本装置中用来进行温度和pid参数设定及工艺参数和报警信息显示；td400c连接很简单，只需用他提供的连接电缆接到cpu226的ppi接口上即可，不需要单独的电源。
系统硬件配制如图2。
图2 系统硬件配配制图
4plc软件设计
由于系统需做大量的数据运算处理，编程过程中只运用stl语句表进行编程，程序在编程中采用模块化结构，使各路pid互不干扰，亦便于修改和扩充。
4.1plc的i/o口分配
循环除盐水电控系统的输入和输出信号及i/o口分配如附表所示。
附表 plc输入、输出接口图表
4.2程序功能
控制系统的程序结构为：
main主程序
sbr0模拟量数据初始化子程序
sbr1除盐水温控pid1初始化子程序
sbr2除盐水压力pid2初始化子程序
sbr3 td400c子程序1（报警信息）
sbr4 td400c子程序2（参数设定）
sbr5水泵控制子程序
sbr6带式过滤器控制子程序
sbr7板换切换子程序
int0pid1中断处理程序
int1pid2中断处理程序
在主程序中，扫描调用各pid初始化子程序，并进行通讯、显示使能初始化，由td400c的组态处理嵌入在消息中的温度设定值、压力设定值、pid参数值等变量并送其到既定的寄存器中；对温度进行采集、处理，报警处理；主程序后面部分根据对液位、压力值的判断调用对应的处理子程序。
程序中采用了plc内嵌的pid控制器，之前对温度和压力采集值和设定值进行转换、标准化。经转换的pid输出再控制调节阀，保证温度和压力偏差（e）即给定值和过程变量的差为零，使温度和压力达到稳定状态。
文本显示器td400c的自定义和配置也在step7-micro/winv4.0（sp6）编程软件中进行，无需其他的参数赋值软件。根据软件的向导配置完成后在程序中生成隐藏子程序、符号表和数据块，在子程序中根据配置生成的符号表进行功能分配和参数设置。
4.3与dcs系统采用profibus-dp通讯
在dcs系统上位机中安装好em277模块的gsd文件,组态好主站的通讯地址及通讯接口数据区.软件组态的em277profibus站地址要与实际em277上的拨码开关设定的地址相一致,通讯接口区大小为32字节输入和32字节输出，在主站设定v区的偏移值为2000。设置完成后通讯接口的数据对应关系如图3。
图3 profibus-dp通讯数据对应关系
在从站s7-200侧不用编写任何通讯程序，只需提供通讯数据内容的定义。
5结束语
循环除盐水电控系统是根据聚合物切粒对除盐水的工艺要求，通过对国内外各种小型plc的对比、分析，采用了以西门子s7-200plc为控制核心，用pid控制器、调节阀实现恒温恒压控制，整个系统组成简单，程序编制容易，控制功能完善，具有联控、联锁保护、通讯等功能，适应性很大，并且采用人机界面操作和显示，操作简单方便，具有故障自诊断功能，维修排故直观快捷。
采用可编程控制器对循环除盐水系统进行控制，保证了循环除盐水系统的可靠、安全、稳定的运行，对于聚酯化纤的连续稳定生产起着重大作用，故值得推广。