西門子S7-300 PLC在純堿包裝中的應(yīng)用

蘇恩斌

(中石化南化公司 連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

西門子S7-300 PLC在純堿包裝中的應(yīng)用

蘇恩斌

(中石化南化公司 連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

結(jié)合實(shí)際提出對(duì)傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)工藝進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)改造,逐步發(fā)揮PLC的應(yīng)有作用,將PLC的控制技術(shù)由簡單的順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理進(jìn)行相互間互為控制,互為作用。提出充分利用智能模塊、功能模塊來提高PLC的作用,更大程度的發(fā)揮PLC的功能。

PLC;SIMATIC S7-300;包裝量

1 簡述PLC的定義及應(yīng)用前景

PLC(Programmable Logic Controller)即可編程邏輯控制器,自它誕生以來就逐漸占據(jù)了工業(yè)控制中的重要地位。諸多的西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼研制成了各自的PLC。它的技術(shù)同時(shí)也隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅猛地發(fā)展。許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)逐步將PLC計(jì)算機(jī)化,采用功能強(qiáng)大的微處理器和大容量的存儲(chǔ)器,將邏輯控制,模擬控制,數(shù)字運(yùn)算和通信功能融化為一體,增強(qiáng)PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī),工業(yè)控制計(jì)算機(jī)在功能和應(yīng)用上的相互滲透力,提高控制系統(tǒng)的性能價(jià)格比,極大地拓展了PLC的應(yīng)用環(huán)境和加強(qiáng)了市場的竟?fàn)幜Α?/p>

2 SIMATIC S7-300性能及應(yīng)用

SIEMENS SIMATIC S7-300是適合于小規(guī)模性能要求的模塊化小型PLC系統(tǒng)。其具有模塊化,無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu),易于實(shí)現(xiàn)分布、用戶維護(hù)方便等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得S7-300成為各種小規(guī)模要求控制任務(wù)的廉價(jià)而方便的解決方法。S7-300具有多種性能級(jí)別的CPU以及品種豐富的模板,具有許多使用便利的功能。用戶可根據(jù)自己的要求選擇準(zhǔn)確的模板。當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大時(shí),可隨時(shí)使用附加模板對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)充。例如在純堿行業(yè),成品包裝機(jī)的控制多采用開關(guān)量輸入、輸出,以達(dá)到產(chǎn)品包裝的自動(dòng)化。在石灰窯配上料中,既有開關(guān)量的控制,又有模擬量的控制。這里模擬量是通過S7-300R稱重模塊,采集現(xiàn)場稱重傳感器送來的毫伏信號(hào),通過PLC內(nèi)部程序設(shè)計(jì)來控制石灰窯的焦炭、石灰石的加料量,使用調(diào)整極為方便。

3 S7-300在我廠成品包裝車間的特殊應(yīng)用

3.1 工藝流程概況

目前,我廠成品包裝車間共有7臺(tái)小袋包裝機(jī)和4臺(tái)大袋包裝機(jī),7臺(tái)小袋包裝機(jī)中有4臺(tái)是包裝輕質(zhì)純堿,重量是40 kg/袋。3臺(tái)包裝重質(zhì)純堿,重量50 kg/袋。大袋包裝機(jī)是1 000 kg/袋。

原設(shè)備包裝產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)方法是每臺(tái)包裝秤接1個(gè)機(jī)械式計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)器工作是由電子秤的秤滿信號(hào)來觸發(fā)的。每稱滿1袋,秤發(fā)出1個(gè)信號(hào),計(jì)數(shù)器跳1個(gè)字。每臺(tái)小袋包裝機(jī)有3臺(tái)秤,即每臺(tái)包裝機(jī)有3只計(jì)數(shù)器。每臺(tái)大袋包裝機(jī)有1臺(tái)秤帶1只計(jì)數(shù)器。整個(gè)包裝車間共有25只計(jì)數(shù)器。工藝操作人員通過對(duì)每臺(tái)計(jì)數(shù)器的數(shù)字進(jìn)行累加,再換算出噸產(chǎn)量。這是一個(gè)較為繁雜的工作,如果只是在交接班時(shí)統(tǒng)計(jì)1次,工作量還不算太大?？蔀榱藢?shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn),掌握班產(chǎn)量,工藝調(diào)度員要求崗位操作人員每小時(shí)統(tǒng)計(jì)上報(bào)1次包裝產(chǎn)量,1個(gè)班要統(tǒng)計(jì)8次,工作量可想而知,而且隨著崗位人員的精簡,控制室往往只有1位主操人員,即要負(fù)責(zé)生產(chǎn),又要進(jìn)行產(chǎn)量統(tǒng)計(jì),難免忙中出錯(cuò)。

3.2 技術(shù)改造方案

我廠目前包裝機(jī)控制部分,主要是采用西門子的S7-300 PLC,所有輸入、輸出點(diǎn)均為開關(guān)量。技改的目的是要利用現(xiàn)有設(shè)備,通過程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)包裝噸產(chǎn)量的實(shí)時(shí)顯示。

4臺(tái)輕灰小袋包裝機(jī)產(chǎn)品每袋40 kg,累計(jì)25袋為1 t。3臺(tái)重灰小袋包裝機(jī)產(chǎn)品每袋50 kg,累計(jì)20袋為1 t。大袋包裝機(jī)每袋是1 t。設(shè)計(jì)思路就是先將袋數(shù)通過PLC內(nèi)部計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成噸數(shù),再將噸數(shù)信號(hào)輸出到外部數(shù)顯計(jì)數(shù)器,一目了然,在數(shù)顯計(jì)數(shù)器上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前整個(gè)車間的包裝產(chǎn)量。系統(tǒng)控制原理如圖1。

圖1 系統(tǒng)控制原理圖

需要說明的是,由于各臺(tái)包裝機(jī)可能同時(shí)工作,所以輸入到PLC的信號(hào)也就可能同時(shí)到達(dá)PLC內(nèi)部計(jì)數(shù)器,所以為了避免信號(hào)重疊而造成誤差,必須通過程序設(shè)計(jì),對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分時(shí)處理。

3.3 投入運(yùn)行后效果

通過多次反復(fù)的程序調(diào)試,已正常投入使用。自投入運(yùn)行以來,操作人員反映效果極佳。在不增加投資的情況下,大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,真正實(shí)現(xiàn)了包裝產(chǎn)量的實(shí)時(shí)顯示。

4 S7-300在我廠成品包裝車間的應(yīng)用前景

S7-300還具有各種不同的通訊接口,選用不同的通訊模板可實(shí)現(xiàn)于PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)及實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,多點(diǎn)接口MPI集成在CPU內(nèi),用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、HMI-系統(tǒng)和其它SIMATIC S7/M7/C7可編程序控制器。極大方便了用戶進(jìn)行編程、調(diào)整和維修等,易于操作和監(jiān)視。

隨著我廠產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大,包裝車間的包裝設(shè)備也不斷增多,我們可充分利用PLC強(qiáng)大的通訊功能,采用集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS),對(duì)成品包裝車間的所有包裝設(shè)備實(shí)施常規(guī)控制和高級(jí)控制,達(dá)到穩(wěn)定操作工藝,穩(wěn)定工況和提高產(chǎn)量的目的,使DCS與PLC的控制功能得到高度統(tǒng)一。同時(shí),通過DCS改造,可大大縮減崗位配置,優(yōu)化人員組合,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

TP 273

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1005-8370(2010)04—15—02

2010-03-12