孫紫艷+郭榮祥

摘 要：文章以X鋼集團(tuán)超薄帶鋼生產(chǎn)線為目標(biāo)對象，設(shè)計了一套以PLC為控制器的控制系統(tǒng)。從自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則出發(fā)，對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子S7300系列CPU315的PLC。

關(guān)鍵詞：鋼卷打捆機；PLC；全自動控制

1 概述

打捆機是包裝機械行業(yè)的重要組成部分，響應(yīng)國家排能減耗的號召，它正逐漸向集成自動化的方向發(fā)展，有效的提高了打捆機的使用效率，使得企業(yè)產(chǎn)量提高，進(jìn)而推動了行業(yè)的發(fā)展。由于鋼卷打捆機的投入作用，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、貯存中不會因為打捆不結(jié)實而散落。鋼卷打捆機正向打開國際市場的道路上前進(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)。以全面實現(xiàn)自動化、多功能集成化、節(jié)能低碳的打捆機新體系發(fā)展。

PLC為了實現(xiàn)要求的控制功能，一般通過設(shè)置功能流程圖來進(jìn)行用戶程序編寫，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)過程中的順序控制要求，實現(xiàn)了PLC的主要功能。因為打捆機使用接觸器的控制電路時比較復(fù)雜，而且動作不迅速，穩(wěn)定性差，發(fā)生故障診斷以及排除故障時比較困難，使得生產(chǎn)成本大、效率低。為了有效提高打捆機控制系統(tǒng)的可靠性和裝備的工作效率，因此研究、設(shè)計一套PLC控制器的全自動控制系統(tǒng)的鋼卷打捆機是非常必要的。

2 鋼卷打捆機的硬件設(shè)計

電氣系統(tǒng)構(gòu)成分為以下幾部分：

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

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、檢測元件、電磁閥、操作控制和報警顯示部分。

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)場檢測元件的狀態(tài)信號采集發(fā)送，還包括操作臺發(fā)送控制指令，最后是由邏輯運算發(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行狀態(tài)。

系統(tǒng)采用一套西門子S7 PLC控制系統(tǒng)，S7 PLC控制系統(tǒng)采用了ET200S系列。ET200S防護(hù)等級是ip20，有非常豐富的信號模塊，還能電機啟動器、變頻器、 Profibus和Profinet網(wǎng)絡(luò)的分布式輸入輸出系統(tǒng)。因為它強大的兼容性和擴展功能，使得它在各個工程領(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Profinet接口，可以充分達(dá)到其它系統(tǒng)對本系統(tǒng)的訪問要求，具體技術(shù)數(shù)據(jù)。PLC的輸入如圖1所示。

3 鋼卷打捆機的軟件設(shè)計

由以上可得到，鋼卷全自動打捆機的動作復(fù)雜，且輸入、輸出點多，因此可以通過流程圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的方法進(jìn)行程序設(shè)計的表達(dá)。根據(jù)系統(tǒng)實際需求，各個打捆機的動作都與一個相對應(yīng)的子程序進(jìn)行控制，在運行過程中，程序?qū)ψ映绦蜻M(jìn)行掃描，打捆過程中每一分動作都是通過主程序?qū)ο鄬?yīng)的子程序調(diào)用進(jìn)行實現(xiàn)，其中主程序的控制流程圖如圖2所示。

4 結(jié)束語

從自動化控制系統(tǒng)硬件選型原則出發(fā)，對核心控制元件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)計的詳細(xì)介紹，并且鋼卷打捆機系統(tǒng)的軟件設(shè)計。

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