一种西门子PLC在称重工程的应用

一种西门子PLC在称重工程的应用

苗文龙

徐州华东机械有限公司  

[摘要]该文是称重系统使用小型 PLC-CPU224的控制工程实际应用，文章列出了PLC的选型及硬件组成及应用。作者首先对s7- 200 PLC以及称重系统作概述，开发工程的PLC程序设计，列出S7-200PLC称重系统的工艺流程图。最后作者把电气设计构思及实践完整的展现给读者以及做模拟量数据输入、处理、输出的工程实例。

[关键词]称重系统; s7 200PLC工艺流程;程序设计。

前言:

S7-200PLC是西门子PLC公司的一款小型PLC,通常应用于单机控制系统中。比如发电厂人厂煤汽车采样、皮带采样、火车采样等。S7- -200是应用比较早的一款PLC。

下面正文结合工程实例，介绍S7-200的PLC的电气控制系统及程序编制。

1 S7- 200PLC概述

SIMATIC S7- 200en系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化，此系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能，因此次系列PLC具有极高的性能/性价比。主要是用于小型系统的可编程逻辑控制器，具有模块的扩展功能，能根据实际的需求来灵活的配置组合，具有数字量I/0的开关量模块以及模拟量AIAO的模拟量模块，以及各种通讯模块等。

SIMATIC S7-200 Micro 自成一体：特别紧凑但是具有惊人的能力－特别是有关它的实时性能－它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。但是还有更多特点：SIMATIC S7-200 Micro PLC具有统一的模块化设计－目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。

2应用工程概述

    本应用工程是人炉煤皮带称重系统。可以手动选择需要配置的给料机，输人称重百分比，系统自动运行、停止。主要功能是配置各种料的比例，配置出可以被使用的混合料，作为燃料使用。

3 S7- -200 PLC的选型

S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，PLC在正式运行时，不需要编程器。

智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。

文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

本设备所使用的PLC集成24个数字量VO点，3个模拟量I/0点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量IV0点或者38路模拟量IO点，具有2个RS485通讯编程口，具有PPI、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，是具有模拟量IO的CPU,为以后整个工程的改造提供很好的可持续性，直接加扩展模块即可实现。比较实用。

    根据称重系统的组成，结合工艺要求，对称重系统的PLC选型如图所示：

4 应用工程的工艺流程

    工艺流程图就是一个程序的核心，所以设计程序之前，脑海里先要有一份工艺流程图，这样设计程序才能如鱼得水。

5 工程应用的程序设计

5.1 打开STEP7编程软件，选择使用的CPU型号，地址规则为I0.0.....对应实际需要的地址点，在地址表里先把地址建好，方便程序使用。在程序里面有文本向导，把文本显示按照选用的型号组态上。

5.2 编写程序

控制给料机的程序编写，需要先把地址表编辑，填好基本的I/O点位，然后每台给料机自动判定是否备妥，符合启动条件即可启动运行；

称重部分数据处理，要先把称重数据转换格式成实数，用实数进行运算。在文本显示器上可以进行调零和标定间隔。设置系统的容量等。

数据传送，通过EM277通讯模块，采用PROFIBUS通讯的方式把数据传送给客户dcs，程序编写得称标定及调零部分。

程序数据采集功能说明：

原始重量数据时没法直接使用的需要进行数据格式的转换：整形--双整形---实数，得出数据去掉零点，通过标定可以算出供我们运算的重量数据，此处我使用的是10个重量数据，再取平均值，每半秒读取一次，使得重量数据比较稳定。

6 设备调试及运行

在设备的控制柜布置完毕，设备安装完毕以后，先要检查系统的接线，检测没有问题之后，给控制柜送电，然后给PLC送电，连接电脑，下载plc及人机界面程序，观察plc是否有异常，一切正常之后，给电机送电，手动测试每个单台的给料机，看是否有跑偏、堵料等故障；手动测试完毕再进行自动连锁运行，在程序里面对每台给料机取一个备妥信号，供连锁使用，同时还需要取称重系统下级的大批带运行信号，以连锁称重系统的启动停止。

设置皮带的长度、速度、料仓的容量，进行设备的调零，按文本显示的指示去皮调零，然后进行砝码校正，挂上制定重量的砝码，设置砝码的重量值，点击间隔较准。这就算三一个校准流程完毕；如果客户要求进行实物较准，调零的步骤是一样，客户料仓放出一定重量的料流，我们的称重累计数据与客户的重量进行较准，得出中间的重量比例系数。称就算是较准完毕。

结束语：本工程是一个很好的s7-200称重控制系统实例，可以用简单的小型plc就实现称重系统的控制，一个plc热衷者及工程设计人员很好的参考资料，同时，这款plc也是应用比较普遍，很多客户现场程序需要改造也可以作为参考资料。

参考文献：

1 s7-200cn 可编程控制器2008[R]西门子有限公司

2 simens simatic使用step7 v5.3编程手册[s]西门子中国有限公司

3 胡学林可编程控制器较称[基础篇]电子工业出版社

4 胡学林可编程控制器较称[实例篇]电子工业出版社

5 胡学林可编程控制器较称[提高篇]电子工业出版社

作者简介：

苗文龙，男，汉族，1981年6月生，本科学历，现任徐州华东机械有限公司运行保障部，电气工程师，主要研究方向自动化设备、智能化车间、皮带机电气控制等。