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西门子 S7-200 SMART PLC在液压系统中的应用

  • 关键词:S7-200 SMART 以太网通讯 液压系统 逻辑控制
  • 作者:石壮
  • 摘要:本文叙述了使用S7-200 SMART控制液压系统的典型应用,控制类型主要为数字量逻辑控制。并通过以太网实现了S7-200 SMART与S7-1200的通讯。

1 引言


液压系统作为轧钢设备的重要组成部分,为液压缸、液压马达等提供动力,以达到设备锁紧、动作等要求。其控制范围包括液压站、液压阀台等,在生产过程中要求其性能稳定,反应迅速。为了实现远程监控,还需要其能与主控制室的上位机实现数据交换。


2 工艺要求


液压站控制逻辑相对独立,本次使用的液压站由两台循环泵,三台主泵及其他辅助设备组成。为实现主操作台远程急停及液压站数据的实时监控,需满足液压系统PLC(S7-200 SMART)与主PLC(本次采用S7-1200)的通讯。因液压阀台动作连锁与工艺联系紧密,本文不做过多叙述。


操作顺序如下:


a) 启动循环泵,循环泵为一用一备。

按下“1号循环泵启动”或“2号循环泵启动”按钮,循环泵正常启动后,相应指示灯亮。当需要停止循环泵时,按下“1号循环泵停止”或“2号循环泵停止”按钮,循环泵停止运行。


b) 启动主油泵,主油泵为两用一备。

按下1~3号主油泵相应启动按钮,主油泵正常启动后,相应指示灯常亮。当需要停止主油泵时,按下主油泵相应停止按钮,主油泵停止运行。


c) 主油泵加载

当主油泵正常启动8S后,旋转对应油泵加载旋钮,该主油泵加载阀得电,主油泵加载。当需要卸载时,旋转对应油泵加载旋钮,该主油泵加载阀断电,主油泵卸载。


d) 启动加热器

当油箱油温低时,手动启动加热器,按下“加热器启动”按钮,加热器正常启动后,相应指示灯亮。当油温达到要求温度后,按下“加热器停止”按钮,加热器停止运行。当油温高时,加热器自动停止运行。


e) 启动冷却水

当油箱油温高时,冷却水自动启动。也可在油箱温度高于正常温度后,将“冷却水接通断开”旋钮旋至“接通”。冷却水正常启动后,相应指示灯亮。当油温达到要求温度后,将“冷却水接通断开”旋钮旋至“断开”,冷却水停止运行。当油温低时,冷却水自动停止运行。



重要联锁条件:


1、循环泵运行联锁条件

——循环泵对应球阀限位发讯

——油箱液位过低未发讯


2、主油泵运行联锁条件

——循环泵运行中

——主油泵对应球阀限位发讯

——油箱液位过低未发讯

——油箱温度过高、过低均未发讯


3、其他联锁条件

——当主油泵运行时,禁止停止循环泵,当主油泵停止运行后,方可停止循环泵

——停止主油泵时,先将主油泵卸载,再停止主油泵

——当停止循环泵后,必须停止加热器



液压站


液压阀台


液压控制柜


3 自动化平台选型


以前的项目均采用IM153从站的形式,通过PROFIBUS-DP网络挂在S7-300/400型PLC下。原有控制方式液压站无法独立运行,由于DP电缆距离较远,电磁干扰较大,容易发生掉站现象进而中断生产流程。


本次采用S7-200 SMART控制,将液压站的控制独立出来,可以避免短暂通信中断造成的掉站现象,提高了系统的稳定性。此次使用了西门子提供的SR60型CPU。其供电电压为120-240VAC,自带DI 36*24VAC和DQ 34*RLY。该CPU自身点位已基本可以满足小型液压系统的需求,有效的降低了成本,节约了安装空间。因点数有限,未做显示灯输出和模拟量输入功能,而是利用以太网通讯将其传送至主PLC。


实验平台


4 PLC程序设计


a)逻辑控制程序


调用逻辑控制块(SBR_0)


自动卸载与停泵


循环泵控制


主电机控制


加载阀控制


b) S7-200 SMART侧通讯传输


本次以太网通讯采用S7-200 SMART做服务器,S7-1200做客户端。S7-200 SMART侧仅需将要发送的数据传送至V区或从V区读取主PLC传送的数据。



c) S7-1200侧通讯传输


完成网络配置,建立S7连接



S7连接


调用发送/接收块




传送数据



建立通讯后的HMI画面



HMI画面


5 结束语


通过这次的应用,对S7-200 SMART有了更加直观的认识,其可以较好地满足小型化逻辑控制的应用。其自带的以太网接口极大地方便了调试和通讯,增强了抗干扰能力,有效的降低了设计成本。自带的数字量输入、输出接口,特别是继电器型输出可以节约安装空间,降低维护成本。编程采用的STEP 7-MicroWIN SMART软件具有安装简单,占用空间小,易于编程人员上手等特点。采用了类似TIA Portal中符号名的应用,淡化了实际地址,可以在实际接线不明确前先行编写程序。但也存在着缺少时间脉冲计时器等常用指令,需要编程人员自行编写等一些问题。


总体来说,对于小型的自动化应用,S7-200 SMART是较为适用和可靠的选择。由于时间和设备限制,尚未对S7-200 SMART和LOGO!等其他设备进行通讯测试,也未进行MODBUS通讯的应用,在今后的场景中将进一步对以上应用进行试验。


作者简介:


石壮(1988-),男,从事轧钢设备电气设计工作,助理工程师。


发布时间:2016年11月10日 14:01  人气:   审核编辑(郭大华)
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