基于PLC的步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙多興

摘要傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行精度不高，基于PLC和組態(tài)控制的步進(jìn)梁液壓控制技術(shù)可以提高液壓系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性。本文通過PLC比例放大器、傳感器、智能儀表等硬件連接及采用WinCC和PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊與上位機(jī)畫面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，也可現(xiàn)場(chǎng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。

關(guān)鍵詞步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)PLCWinCC

0引言

目前，隨著液壓系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的可靠性與安全性的要求也日益提高。在步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)中采用PLC控制技術(shù)可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。利用上位機(jī)組態(tài)軟件，對(duì)步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)界面、步進(jìn)梁界面程序編制可仿真現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊。步進(jìn)梁液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖如圖2所示。

根據(jù)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的控制要求，硬件配置主要由PLC、傳感器、比例放大器及智能儀表、通訊網(wǎng)卡和通訊電纜等組成。

1.1 PLC選型

圖3PLC模塊配置圖 系統(tǒng)PLC選擇西門子S7-300系列，西門子S7-300PLC可完成較為復(fù)雜的運(yùn)算且運(yùn)算速度快，人機(jī)交互編程簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，抗振動(dòng)性和抗沖擊性強(qiáng)。S7-300系列PLC采用模塊化系統(tǒng)，各個(gè)獨(dú)立模塊間能進(jìn)行廣泛組合，從而構(gòu)成可滿足用戶不同要求的系統(tǒng)。

為滿足步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)配置了電源模塊PS307-10A、CPU模塊CPU315-2DP、接口模塊IM365、通信模塊CP342-5DP、數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM332。 PLC模塊配置圖如圖3所示。

1.2傳感器選型

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，共選用8個(gè)比例閥電流傳感器，型號(hào)為WBI344aS2系列直流電流傳感器，其測(cè)量精度高，靈敏度強(qiáng)，工作性能可靠，功耗低。

1.3比例放大器選型

系統(tǒng)選用VTSO35型比例放大器，用于控制步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)變量泵流量。

1.4智能儀表、通訊網(wǎng)卡及通訊電纜選型

根據(jù)系統(tǒng)要求，選用SWP系列智能儀表、CP5611通訊網(wǎng)卡及PROFIBUS通訊電纜。

2系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)采用STEP 7系列編程軟件進(jìn)行軟件設(shè)置。STEP 7具有參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)硬件配置、組態(tài)通信、程序編制、系統(tǒng)測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)等功能，且操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。

2.1PLC系統(tǒng)程序編制

PLC系統(tǒng)編程完成的主要功能有，檢測(cè)放大器狀態(tài)設(shè)定、各臺(tái)泵的工作狀態(tài)檢查、步進(jìn)梁各種工作狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的模擬量初始值范圍檢測(cè)、步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化、數(shù)字量和模擬量轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)報(bào)警。步進(jìn)梁工作狀態(tài)轉(zhuǎn)化的部分PLC程序如圖4所示。

2.2組態(tài)控制系統(tǒng)程序編制

通過上位機(jī)組態(tài)設(shè)置，可模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，也可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。通過用戶管理功能，對(duì)用戶登錄和操作權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3小結(jié)

本文對(duì)步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC控制系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與控制。對(duì)于確保系統(tǒng)正常運(yùn)行、提高系統(tǒng)工作可靠性、增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、對(duì)液壓系統(tǒng)故障的預(yù)測(cè)和報(bào)警等具有極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]胡友民制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究仁＼[J＼].制造業(yè)自動(dòng)化，2002（9）

＼[2＼]熊靜琪計(jì)算機(jī)控制技術(shù)＼[M＼].北京：電子工業(yè)出版社，2003

＼[3＼]LAD for S7 300/400 programming，SIEMENS AG，1998.

摘要傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行精度不高，基于PLC和組態(tài)控制的步進(jìn)梁液壓控制技術(shù)可以提高液壓系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性。本文通過PLC比例放大器、傳感器、智能儀表等硬件連接及采用WinCC和PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊與上位機(jī)畫面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，也可現(xiàn)場(chǎng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。

關(guān)鍵詞步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)PLCWinCC

0引言

目前，隨著液壓系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的可靠性與安全性的要求也日益提高。在步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)中采用PLC控制技術(shù)可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。利用上位機(jī)組態(tài)軟件，對(duì)步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)界面、步進(jìn)梁界面程序編制可仿真現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊。步進(jìn)梁液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖如圖2所示。

根據(jù)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的控制要求，硬件配置主要由PLC、傳感器、比例放大器及智能儀表、通訊網(wǎng)卡和通訊電纜等組成。

1.1 PLC選型

圖3PLC模塊配置圖 系統(tǒng)PLC選擇西門子S7-300系列，西門子S7-300PLC可完成較為復(fù)雜的運(yùn)算且運(yùn)算速度快，人機(jī)交互編程簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，抗振動(dòng)性和抗沖擊性強(qiáng)。S7-300系列PLC采用模塊化系統(tǒng)，各個(gè)獨(dú)立模塊間能進(jìn)行廣泛組合，從而構(gòu)成可滿足用戶不同要求的系統(tǒng)。

為滿足步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)配置了電源模塊PS307-10A、CPU模塊CPU315-2DP、接口模塊IM365、通信模塊CP342-5DP、數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM332。 PLC模塊配置圖如圖3所示。

1.2傳感器選型

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，共選用8個(gè)比例閥電流傳感器，型號(hào)為WBI344aS2系列直流電流傳感器，其測(cè)量精度高，靈敏度強(qiáng)，工作性能可靠，功耗低。

1.3比例放大器選型

系統(tǒng)選用VTSO35型比例放大器，用于控制步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)變量泵流量。

1.4智能儀表、通訊網(wǎng)卡及通訊電纜選型

根據(jù)系統(tǒng)要求，選用SWP系列智能儀表、CP5611通訊網(wǎng)卡及PROFIBUS通訊電纜。

2系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)采用STEP 7系列編程軟件進(jìn)行軟件設(shè)置。STEP 7具有參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)硬件配置、組態(tài)通信、程序編制、系統(tǒng)測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)等功能，且操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。

2.1PLC系統(tǒng)程序編制

PLC系統(tǒng)編程完成的主要功能有，檢測(cè)放大器狀態(tài)設(shè)定、各臺(tái)泵的工作狀態(tài)檢查、步進(jìn)梁各種工作狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的模擬量初始值范圍檢測(cè)、步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化、數(shù)字量和模擬量轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)報(bào)警。步進(jìn)梁工作狀態(tài)轉(zhuǎn)化的部分PLC程序如圖4所示。

2.2組態(tài)控制系統(tǒng)程序編制

通過上位機(jī)組態(tài)設(shè)置，可模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，也可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。通過用戶管理功能，對(duì)用戶登錄和操作權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3小結(jié)

本文對(duì)步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC控制系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與控制。對(duì)于確保系統(tǒng)正常運(yùn)行、提高系統(tǒng)工作可靠性、增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、對(duì)液壓系統(tǒng)故障的預(yù)測(cè)和報(bào)警等具有極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]胡友民制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究仁＼[J＼].制造業(yè)自動(dòng)化，2002（9）

＼[2＼]熊靜琪計(jì)算機(jī)控制技術(shù)＼[M＼].北京：電子工業(yè)出版社，2003

＼[3＼]LAD for S7 300/400 programming，SIEMENS AG，1998.

摘要傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行精度不高，基于PLC和組態(tài)控制的步進(jìn)梁液壓控制技術(shù)可以提高液壓系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性。本文通過PLC比例放大器、傳感器、智能儀表等硬件連接及采用WinCC和PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊與上位機(jī)畫面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，也可現(xiàn)場(chǎng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。

關(guān)鍵詞步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)PLCWinCC

0引言

目前，隨著液壓系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的可靠性與安全性的要求也日益提高。在步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)中采用PLC控制技術(shù)可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。利用上位機(jī)組態(tài)軟件，對(duì)步進(jìn)梁液壓監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)界面、步進(jìn)梁界面程序編制可仿真現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊。步進(jìn)梁液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖如圖2所示。

根據(jù)步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)的控制要求，硬件配置主要由PLC、傳感器、比例放大器及智能儀表、通訊網(wǎng)卡和通訊電纜等組成。

1.1 PLC選型

圖3PLC模塊配置圖 系統(tǒng)PLC選擇西門子S7-300系列，西門子S7-300PLC可完成較為復(fù)雜的運(yùn)算且運(yùn)算速度快，人機(jī)交互編程簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，抗振動(dòng)性和抗沖擊性強(qiáng)。S7-300系列PLC采用模塊化系統(tǒng)，各個(gè)獨(dú)立模塊間能進(jìn)行廣泛組合，從而構(gòu)成可滿足用戶不同要求的系統(tǒng)。

為滿足步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)配置了電源模塊PS307-10A、CPU模塊CPU315-2DP、接口模塊IM365、通信模塊CP342-5DP、數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM332。 PLC模塊配置圖如圖3所示。

1.2傳感器選型

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，共選用8個(gè)比例閥電流傳感器，型號(hào)為WBI344aS2系列直流電流傳感器，其測(cè)量精度高，靈敏度強(qiáng)，工作性能可靠，功耗低。

1.3比例放大器選型

系統(tǒng)選用VTSO35型比例放大器，用于控制步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)變量泵流量。

1.4智能儀表、通訊網(wǎng)卡及通訊電纜選型

根據(jù)系統(tǒng)要求，選用SWP系列智能儀表、CP5611通訊網(wǎng)卡及PROFIBUS通訊電纜。

2系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)采用STEP 7系列編程軟件進(jìn)行軟件設(shè)置。STEP 7具有參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)硬件配置、組態(tài)通信、程序編制、系統(tǒng)測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)等功能，且操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。

2.1PLC系統(tǒng)程序編制

PLC系統(tǒng)編程完成的主要功能有，檢測(cè)放大器狀態(tài)設(shè)定、各臺(tái)泵的工作狀態(tài)檢查、步進(jìn)梁各種工作狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的模擬量初始值范圍檢測(cè)、步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化、數(shù)字量和模擬量轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)報(bào)警。步進(jìn)梁工作狀態(tài)轉(zhuǎn)化的部分PLC程序如圖4所示。

2.2組態(tài)控制系統(tǒng)程序編制

通過上位機(jī)組態(tài)設(shè)置，可模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，也可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。通過用戶管理功能，對(duì)用戶登錄和操作權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3小結(jié)

本文對(duì)步進(jìn)梁液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC控制系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與控制。對(duì)于確保系統(tǒng)正常運(yùn)行、提高系統(tǒng)工作可靠性、增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、對(duì)液壓系統(tǒng)故障的預(yù)測(cè)和報(bào)警等具有極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]胡友民制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究仁＼[J＼].制造業(yè)自動(dòng)化，2002（9）

＼[2＼]熊靜琪計(jì)算機(jī)控制技術(shù)＼[M＼].北京：電子工業(yè)出版社，2003

＼[3＼]LAD for S7 300/400 programming，SIEMENS AG，1998.