CPU226CN西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應用
216-2BD23-0XB8西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應用
本文介紹了使用216-2BD23-0XB8西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應用。通過MODBUS總線通訊，利用216-2BD23-0XB8西門子PLC實現(xiàn)較為復雜的程序控制和通訊控制，以低成本實現(xiàn)了在冶金行業(yè)中的高效應用。
本機組為半自動標準包裝作業(yè)線。此條包裝生產線同時接受2條重卷剪切線的鋼卷進行包裝，216-2BD23-0XB8西門子PLC設置在重卷線附近，作為DCS的一個從站用于控制與重卷線的接口部分設備，在包裝線停產的時候，可以對重卷線生產出來的鋼卷進行稱重，并進行簡包裝后由吊車直接吊走。
主要配置
西門子CPU226CN主機： 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、控制對象
控制對象為：入口傳卷車、1、2#電子秤、入口步進梁。
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主要用來與計算機通訊、數(shù)據(jù)采集、高速計數(shù)、與DCS連接作為MODBUS從站進行通訊、控制比例調速閥實現(xiàn)曲線控制和執(zhí)行機構控制。
i. 現(xiàn)場傳感器的I/O信號檢測及現(xiàn)場I/O點的控制。
ii. 檢測編碼器的信號，實現(xiàn)高數(shù)計數(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與計算機通訊，將稱重數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)缴衔粰C中。
v. 實現(xiàn)比例調速閥的曲線控制，控制步進梁的緩起緩停和精確到位。
216-2BD23-0XB8西門子PLC
三、軟件編程
PLC的軟件共分為8個模塊，分別為主程序塊、系統(tǒng)復位程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、傳卷車控制程序、步進梁狀態(tài)檢測程序、步進梁手動控制程序、步進梁自動啟動程序、比例閥曲線控制函數(shù)程序。
216-2BD23-0XB8西門子PLC
i. 主程序塊實現(xiàn)各個功能模塊程序的滿足條件時候調用，并通過RS485通訊實時向上位計算機中傳送鋼卷的重量信息數(shù)據(jù)。
ii. 系統(tǒng)復位程序主要在系統(tǒng)啟動時候設置高數(shù)計數(shù)的模式選擇和與上位機通訊端口的模式設置。
iii. 數(shù)據(jù)傳輸程序主要將216-2BD23-0XB8西門子PLC的各個控制點和設備的狀態(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和電子秤的實時重量數(shù)據(jù)。
iv. 傳卷車的控制程序通過檢測編碼器的值和現(xiàn)場的定位傳感器用來實現(xiàn)傳卷車的運行控制和精確定位，定位精度為±1mm，將控制信號傳輸?shù)?/span>MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩停和到位制動精確定位的控制。
v. 步進梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進梁的當前運行狀態(tài)，當出現(xiàn)危險急?；蛘咭驗椴僮髡哒`操作使步進梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復位到0位才能進行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進梁不需要復位到0位，也不會導致由于復位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在組態(tài)畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進梁按照生產情況進行相應動作，滿足工藝生產要求。
vii. 步進梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M梁入口端，步進梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進梁的安全區(qū)域，然后控制步進梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
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)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關系來控制比例閥的輸出控制步進梁的緩起緩停，既能夠保護設備的長久使用，同時MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩停和到位制動精確定位的控制。
v. 步進梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進梁的當前運行狀態(tài)，當出現(xiàn)危險急?；蛘咭驗椴僮髡哒`操作使步進梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復位到0位才能進行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進梁不需要復位到0位，也不會導致由于復位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進梁按照生產情況進行相應動作，滿足工藝生產要求。
vii. 步進梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M梁入口端，步進梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進梁的安全區(qū)域，然后控制步進梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
CPU226CN西門子PLC在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應用
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)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關系來控制比例閥的輸出控制步進梁的緩起緩停，既能夠保護設備的長久使用，同時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。
四、結束語
在本作業(yè)線中充分利用216-2BD23-0XB8西門子PLC的功能優(yōu)勢，實現(xiàn)高數(shù)計數(shù)、模擬量控制、RS485通訊進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)认鄬碗s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組生產的成品卷包裝。216-2BD23-0XB8西門子PLC控制的相關設備作為此條生產線的入口工藝設備，保證了系統(tǒng)可靠高效的運行，既可以滿足整體生產線的正常生產要求，亦可以在簡包裝的情況下的重卷線的生產不受包裝線停產的影響。
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