2 PLC改造設計2. 1必要性( 1)由于該機器生產較早,其控制部分所采用的分立元件構成的邏輯控制器,體積大,成本高,可靠性差,加上車間工作環境惡劣,一旦發生故障,給維修技術人員帶來很大的困難,從而影響生產效率。
( 2)該機器所采用的分立元件邏輯控制器,屬于煙機產品專用件,若需要更換,不但價格貴,采購周期長,而且不易用國產部件替代。
(3)可編程邏輯控制器( PLC)技術的普及與廣泛應用,為濾棒儲存輸送系統分立元件邏輯控制器的改造提供了有利條件。為此我們選擇由西門子公司生產的S7 200PLC代替分立元件邏輯控制器進行改造設計。
2. 2可行性S7 200 CPU可編程邏輯控制器主要具有以下特點:( 1) CPU具有豐富的指令集,指令執行速度快,典型位操作指令執行時間僅0. 8Ls.保證了系統控制的實時性,在邏輯控制上完全可以取代由分立元件所組成的邏輯控制器,并具有可靠性高、性能強,價格低,體積小的特點。
(2) CPU集成24V傳感器/負載電源可直接連接傳感器和執行器。其本身帶有24I/ 16Q點,狀態均有指示燈指示,便于調試和維護。
(3)有2個硬件高速計數器。利用此功能可進行上游濾棒成型機高速機器脈沖的采集,用于M1電動機的調速控制。
( 4)編程方法簡單、易學,所組成的控制系統靈活性強。
3硬件電路設計由于CPU集成有24V傳感器/負載電源,因此可把各種24V直流的接近開關、光電開關、操作按鈕以及與上、下游間的通訊信號等開關量信號直接接入PLC控制系統的數字輸入口。其中用于采集上游機高速脈沖的接近開關需接入CPU的高速計數器口展1塊16I/ 16Q的數字模塊和1塊兩輸出的模擬量模塊,其型號分別為EM223和EM235,擴展塊與CPU通過插槽直接連接。模擬塊EM235的模擬量輸出值,是由接近開關采集上游機器速度脈沖計算得出的數據。作為電動機M1速度控制器的設定值,控制電動機M1的速度與上游機主機速度相匹配。硬件電路設計如圖2所示。
4程序設計根據濾棒儲存輸送系統的生產流程采用模塊化程序設計。各個電動機、電磁閥等執行元件的運行和動作分別由不同的功能子模塊來完成,從而使程序結構清晰,便于閱讀和調試。由于篇幅有限,在此僅給出M1電動機的程序設計,程序框圖如圖3所示。
M1電動機主要用來驅動水平、垂直提升帶,其運行模式有:輸入部分接近開關操作按鈕通訊信號PLC控制系統光電開關輸出部分繼電器指示燈電動機電磁閥離合器固態繼電器速度控制器首次掃描初始化高速計數器和中斷單機模式工作模式解除聯機模式將設定常數值送模擬口AQW0起動能耗電阻R清除模擬口開中斷EN I中斷時間到中斷處理程序中斷返回起動速度控制器使能起動速度控制器使能是否是否是(1)單機模式。在不向上游機申請/聯機0的情形下,M1電動機作恒速運動。該模式主要用來排空水平、垂直提升帶上的濾棒,以便進行機器的維修與保養。
( 2)聯機模式(正常的工作模式)。在上游機有/聯機0請求的情況下M1電動機作變速運動,其速度保持與主機速度相匹配。