CPU226CN西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用
216-2BD23-0XB8西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用
本文介紹了使用216-2BD23-0XB8西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用。通過MODBUS總線通訊，利用216-2BD23-0XB8西門子PLC實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的程序控制和通訊控制，以低成本實(shí)現(xiàn)了在冶金行業(yè)中的高效應(yīng)用。
本機(jī)組為半自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)包裝作業(yè)線。此條包裝生產(chǎn)線同時(shí)接受2條重卷剪切線的鋼卷進(jìn)行包裝，216-2BD23-0XB8西門子PLC設(shè)置在重卷線附近，作為DCS的一個(gè)從站用于控制與重卷線的接口部分設(shè)備，在包裝線停產(chǎn)的時(shí)候，可以對(duì)重卷線生產(chǎn)出來的鋼卷進(jìn)行稱重，并進(jìn)行簡(jiǎn)包裝后由吊車直接吊走。
主要配置
西門子CPU226CN主機(jī)： 6ES7 216-2BD23-0XB8
西門子PLC模塊EM223CN: 6ES7 223-1PL22-0XA8
西門子觸摸屏：SMART700IE
西門子變頻器：V20變頻器
一、控制對(duì)象
控制對(duì)象為：入口傳卷車、1、2#電子秤、入口步進(jìn)梁。
二、控制功能描述：
在本系統(tǒng)中216-2BD23-0XB8西門子PLC，CPU226CN西門子PLC主要用來與計(jì)算機(jī)通訊、數(shù)據(jù)采集、高速計(jì)數(shù)、與DCS連接作為MODBUS從站進(jìn)行通訊、控制比例調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)曲線控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。
i. 現(xiàn)場(chǎng)傳感器的I/O信號(hào)檢測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)I/O點(diǎn)的控制。
ii. 檢測(cè)編碼器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高數(shù)計(jì)數(shù)用來控制傳卷車的精確定位。
216-2BD23-0XB8西門子PLC
iii. 作為MODBUS從站
iv. 利用RS485與計(jì)算機(jī)通訊，將稱重?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中。
v. 實(shí)現(xiàn)比例調(diào)速閥的曲線控制，控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)：途_到位。
216-2BD23-0XB8西門子PLC
三、軟件編程
PLC的軟件共分為8個(gè)模塊，分別為主程序塊、系統(tǒng)復(fù)位程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、傳卷車控制程序、步進(jìn)梁狀態(tài)檢測(cè)程序、步進(jìn)梁手動(dòng)控制程序、步進(jìn)梁自動(dòng)啟動(dòng)程序、比例閥曲線控制函數(shù)程序。
216-2BD23-0XB8西門子PLC
i. 主程序塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊程序的滿足條件時(shí)候調(diào)用，并通過RS485通訊實(shí)時(shí)向上位計(jì)算機(jī)中傳送鋼卷的重量信息數(shù)據(jù)。
ii. 系統(tǒng)復(fù)位程序主要在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)候設(shè)置高數(shù)計(jì)數(shù)的模式選擇和與上位機(jī)通訊端口的模式設(shè)置。
iii. 數(shù)據(jù)傳輸程序主要將216-2BD23-0XB8西門子PLC的各個(gè)控制點(diǎn)和設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/span>MODBUS主站中，用于組態(tài)畫面中的狀態(tài)顯示和故障診斷。并且接受由主站傳輸過來的控制信號(hào)和電子秤的實(shí)時(shí)重量數(shù)據(jù)。
iv. 傳卷車的控制程序通過檢測(cè)編碼器的值和現(xiàn)場(chǎng)的定位傳感器用來實(shí)現(xiàn)傳卷車的運(yùn)行控制和精確定位，定位精度為±1mm，將控制信號(hào)傳輸?shù)?/span>MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實(shí)現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿?dòng)精確定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測(cè)程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)急?；蛘咭?yàn)椴僮髡哒`操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運(yùn)行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會(huì)導(dǎo)致由于復(fù)位時(shí)候手動(dòng)操作不慎可能帶來的危險(xiǎn)。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以用來在組態(tài)畫面中模擬現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動(dòng)程序用于在手動(dòng)狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動(dòng)操作模式下自動(dòng)觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動(dòng)啟動(dòng)程序用于在自動(dòng)狀態(tài)下，滿足條件時(shí)候的自動(dòng)觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會(huì)自動(dòng)將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動(dòng)駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動(dòng)將鋼卷向前傳輸一個(gè)工位。
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用216-2BD23-0XB8西門子PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時(shí)間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時(shí)MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實(shí)現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿?dòng)精確定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測(cè)程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)急停或者因?yàn)椴僮髡哒`操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運(yùn)行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會(huì)導(dǎo)致由于復(fù)位時(shí)候手動(dòng)操作不慎可能帶來的危險(xiǎn)。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動(dòng)程序用于在手動(dòng)狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動(dòng)操作模式下自動(dòng)觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動(dòng)啟動(dòng)程序用于在自動(dòng)狀態(tài)下，滿足條件時(shí)候的自動(dòng)觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會(huì)自動(dòng)將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動(dòng)駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動(dòng)將鋼卷向前傳輸一個(gè)工位。
CPU226CN西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用216-2BD23-0XB8西門子PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時(shí)間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時(shí)避免由于到位直接停止，形成的沖擊造成可能存在的潛在危險(xiǎn)。
四、結(jié)束語
在本作業(yè)線中充分利用216-2BD23-0XB8西門子PLC的功能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高數(shù)計(jì)數(shù)、模擬量控制、RS485通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)认鄬?duì)復(fù)雜的功能，充分發(fā)揮了216-2BD23-0XB8西門子PLC的控制和通訊能力。本作業(yè)線是用于武鋼冷軋薄板廠新建電工鋼切邊分卷機(jī)組生產(chǎn)的成品卷包裝。216-2BD23-0XB8西門子PLC控制的相關(guān)設(shè)備作為此條生產(chǎn)線的入口工藝設(shè)備，保證了系統(tǒng)可靠高效的運(yùn)行，既可以滿足整體生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)要求，亦可以在簡(jiǎn)包裝的情況下的重卷線的生產(chǎn)不受包裝線停產(chǎn)的影響。
216-2BD23-0XB8西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用
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