S7-200 SMART系列控制系統(tǒng)，在QT10磚機(jī)自動生產(chǎn)中的應(yīng)用設(shè)計

摘要：

根據(jù)簡易線半自動磚機(jī)的工藝流程及控制要求，結(jié)合現(xiàn)場控制工藝需求，分析了硬件配置以及軟件控制流程，設(shè)計了一套基于S7-200 SMART的控制系統(tǒng)。經(jīng)過實際運行中的測試，該控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，滿足控制工藝需求。

1、項目簡介

QT10磚機(jī)在生產(chǎn)磚的過程中，有別于傳統(tǒng)燒窯制磚的工藝，通過震動加壓成型的，不需要燒制工程。主要用粉煤灰、河沙、海沙、山沙、礦粉、爐渣、石粉、煤渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣等為主要原材料添加一定比例的水泥或白灰等膠結(jié)材料進(jìn)行磚的壓制成型。根據(jù)模具不同可壓制外形為標(biāo)準(zhǔn)磚、多孔磚、盲孔磚、空心磚、路面磚及特殊需求的磚類；根據(jù)后期養(yǎng)護(hù)工藝可分為自然養(yǎng)護(hù)的免燒磚和蒸壓養(yǎng)護(hù)的蒸養(yǎng)磚（蒸壓磚）等。是符合國家產(chǎn)業(yè)政策及國家新型墻墻體材料改革倡導(dǎo)的環(huán)保型墻體材料加工設(shè)備。

該設(shè)備主要由成型機(jī)機(jī)架、壓頭、料車、送板機(jī)構(gòu)、震動臺、?？?、接辦機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、電控柜等組成，設(shè)備外觀如圖所示。 ?

設(shè)備技術(shù)參數(shù)

1、總功率31KW ； ?

2、成型周期：15-18秒；

3、產(chǎn)量：75000-85000塊/8小時；

4、工作壓力：約0.7Mpa；

5、激震力：100KN；

6、重量：約10.6T；

7、主機(jī)尺寸：6100×3500×2950mm。

2、工藝流程介紹

工作原理：制磚材料經(jīng)過輔助設(shè)備配料站、攪拌機(jī)輸送到磚機(jī)料車的儲料斗中，再由送料小車裝置經(jīng)過強制破拱及二次攪料，將均勻地布在模具中。經(jīng)過壓頭與震動臺的加壓震動成型。最后脫膜由送板、接磚機(jī)構(gòu)將成型砌塊送出。

具體的工藝流程如下所示：

說明：

自動過程中若按下急停按鈕，將立刻停機(jī)，并退出自動狀態(tài)；按下停止按鈕，結(jié)束當(dāng)前循環(huán)后，退出自動狀態(tài)；裝板機(jī)構(gòu)如檢測到無板，將等待，直至檢測到有板，再繼續(xù)自動循環(huán)。

開始自動條件：?？蛳陆档轿唬瑝侯^上升到位，送板退到位，料車退到位，裝板機(jī)構(gòu)檢測有板。

3、方案確定

隨著一些公司的發(fā)展壯大，它們的許多產(chǎn)品開始銷往海外，為了進(jìn)一步的開闊市場，要求設(shè)備使用的電器元件是知名度較高的品牌，而西門子是全球最大的電子和電氣公司之一,在工業(yè),能源,醫(yī)療和城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域世界領(lǐng)先。

設(shè)備原使用顯示器文本，改為觸摸屏SMART 700IE后，不僅操作更為方便，直觀，實現(xiàn)些原文本所無法實現(xiàn)得功能，而且使設(shè)備整體上一個檔次，設(shè)計顯得更為智能、人性化。同時Smart PLC ?MicroSD卡的使用也解決了售后設(shè)備程序更新的不便。

綜合各方面的考慮將原先用信捷 PLC+信捷文本顯示器的控制系統(tǒng)，替換為西門子S7-200 SMART PLC ST60+SMART 700IE的控制系統(tǒng)。

4、產(chǎn)品硬件配置

5、軟件開發(fā)

信號分配表部分如下表1所示。?

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表1

PLC部分程序如下圖所示：

程序設(shè)計上采用結(jié)構(gòu)化編程，分為初始化、手動部分、自動部分、流量壓力控制、數(shù)據(jù)處理、輸出等幾部分組成，初始化部分完成部分參數(shù)的開機(jī)復(fù)位；手動、自動部分分別處理磚機(jī)手動及自動狀態(tài)下邏輯控制；流量壓力控制部分完成液壓站控制；故障報警部分采集磚機(jī)的報警信息；輸出部分直接控制PLC的輸出。

說明：采用結(jié)構(gòu)化編程，上為主程序Main

下面為觸摸屏的部分操作界面：

HMI畫面分為主畫面、參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)監(jiān)控、報警畫面等組成，有開機(jī)畫面、通過參數(shù)設(shè)定畫面可以設(shè)定設(shè)備的一些重要參數(shù)；報警記錄畫面顯示設(shè)備報警信息。部分畫面如下所示：

6、應(yīng)用體會

SIMATIC S7-200 SMART的編程軟件STEP 7-MicroWIN SMART的設(shè)計上比以往更為美觀、人性化，有利于提高編程人員的工作效率；以太網(wǎng)接口的使用，使用戶只需一條普通的以太網(wǎng)線便可以下載，而無需購買些專用的下載線，且下載速度快，又穩(wěn)定。同時該款PLC使用的是普通MicroSD卡，而不是專用的微存儲卡，這些相對而言降低了使用者門檻，更有利于產(chǎn)品的推廣；smart700IE這款觸摸屏經(jīng)濟(jì)適用，即控制了成本也保證了品牌，被廣大客戶所接受。當(dāng)然也存在些不足的地方如： smart200 plc 本體最多控制三根軸，也沒有相應(yīng)的定位模塊，而很多客戶的產(chǎn)品超過了3根軸；雖然該款PLC有4個高速計數(shù)器，但因部分高速計數(shù)器共用輸入點，雙相計數(shù)時，影響到其他計數(shù)器的使用，顯得通道過少；SMART 700IE觸摸屏的開機(jī)時間太久、靈敏度不高，不少客戶反應(yīng)；SIMATIC WinCC flexible 2008編程軟件過大，給軟件獲取、安裝都帶來不便。這些都不利于產(chǎn)品的推廣，望能有所改善。