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在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，成品的袋裝稱重是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，關(guān)鍵在于計(jì)量與控制系統(tǒng)的精確性與可靠性。圖1為水泥袋裝流程圖。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，稱重電磁閥得電，氣缸打開(kāi)放料閘板，成品倉(cāng)中的水泥灌裝到包裝袋中，使稱重杠桿發(fā)生逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)力傳感器檢測(cè)到的電壓信號(hào)等于稱重設(shè)定值時(shí)，控制裝置先使閘板關(guān)斷，延時(shí)后使推包電磁閥與氣缸執(zhí)行推包動(dòng)作，然后復(fù)位，完成一次袋裝稱重計(jì)量過(guò)程。
我廠成品包裝車間有兩臺(tái)雙嘴水泥包裝機(jī)，形成四條袋裝生產(chǎn)線，原使用撫順某計(jì)算機(jī)研究所20世紀(jì)80年代末研制的z80微機(jī)控制包裝系統(tǒng)，2003年初用西門子公司s7200系列plc對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，保留原工藝設(shè)備以及儀表——力傳感器、稱重電磁閥與氣缸、推包電磁閥與氣缸、操作按鈕等，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有檢測(cè)力傳感器模擬量四路、啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)量四路以及驅(qū)動(dòng)電磁閥開(kāi)關(guān)量八路。因此，plc的配置為模擬量輸入四點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸入四點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸出八點(diǎn)。
1．主機(jī)為cpu224模塊—共集成14輸入／10輸出計(jì)24個(gè)開(kāi)關(guān)量i/o點(diǎn)，可連接七個(gè)擴(kuò)展模塊，有一個(gè)rs485通信／編程口，機(jī)內(nèi)有24vdc電源。本系統(tǒng)用其四個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)di0~di3接入1#~4#嘴的啟動(dòng)按鈕，八個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)do0~do7分別驅(qū)動(dòng)1#~4#嘴的稱重與推包電磁閥。
2．?dāng)U展一個(gè)模擬量模塊em2314路模擬量輸入，接收1#~4#力傳感器經(jīng)放大后的電壓信號(hào)，該模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間＜250μs，分辨率為12位，轉(zhuǎn)換精度為0.025%。
3．td200文本顯示器為液晶顯示覆膜鍵盤結(jié)構(gòu)，內(nèi)置漢字庫(kù)，最多顯示80條信息，可在線修改過(guò)程參數(shù)；八個(gè)功能鍵可作為測(cè)試時(shí)的設(shè)置和診斷，也可作為運(yùn)行時(shí)的控制；可設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)鐘；提供強(qiáng)制i/o點(diǎn)診斷功能和密碼保護(hù)功能；與主機(jī)相連時(shí)，用pc/ppi電纜接至cpu224模塊的ppi接口即可。
4．自制一塊信號(hào)放大板，把力傳感器檢測(cè)到的重量信號(hào)（mv）放大到模擬量擴(kuò)展模塊的輸入量程范圍（如2.5v/5v/10v等），并向傳感器提供12vdc電源。
上述配置可以完成四路（1#~4#）水泥袋裝的檢測(cè)、稱重控制與信自、顯示等功能。如果需要，還可用通信電纜實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的包裝管理自動(dòng)化。
s7200系列小型plc使用基于windows平臺(tái)的32位編程軟件包step7micro/win，可采用語(yǔ)句表（stl)、梯形圖（lad）或功能塊（fbd)三種方式編程，一般通過(guò)一個(gè)主程序調(diào)用其他的子程序或中斷程序來(lái)完成，程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰。
圖2為該系統(tǒng)的主程序框圖。系統(tǒng)初始化包括對(duì)cpu、各寄存器、計(jì)數(shù)器及td200文本顯示器的初始設(shè)置。本文僅對(duì)s7200系列的獨(dú)特配置td200編程作簡(jiǎn)要說(shuō)明。在s7200系列cpu中保留了一個(gè)專用區(qū)域，用于與td200交換數(shù)據(jù)，td200直接通過(guò)這些數(shù)據(jù)區(qū)訪問(wèn)cpu。對(duì)td200初始化的組態(tài)步驟為，在step7micro/win窗口的tools菜單中選中teeoowizard，再選擇chinese項(xiàng)即選擇中文顯示后，就可在信息顯示窗口中敲入系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需顯示的漢字。如對(duì)1#嘴設(shè)置如下：1#設(shè)定××公斤，1#稱重××公斤，1#時(shí)間××秒，1#計(jì)數(shù)××袋，總計(jì)數(shù)xx袋等，其中xx為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)測(cè)值。
�。▓D2略）這套s7200小型plc比起目前流行的單片機(jī)智能儀表或工控計(jì)算機(jī)有著很高的性價(jià)比，主要優(yōu)點(diǎn)如下。
1．plc具有i/o點(diǎn)狀態(tài)同步顯示，可以直觀地判斷plc外部電氣部件的運(yùn)行狀態(tài)以及可漢字顯示報(bào)警與故障信息，極大地縮短了平均維修時(shí)間mttr。
2．plc系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，上述系統(tǒng)應(yīng)用于四條袋裝線，如果是六條或更多條袋裝的生產(chǎn)線，只要增加相應(yīng)的擴(kuò)展模塊；通信能力強(qiáng)，可以三種方式與多個(gè)主機(jī)、顯示器或上位機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)控制包裝系統(tǒng)。
3．plc指令豐富功能強(qiáng)大，但編程與操作十分簡(jiǎn)單，不但開(kāi)發(fā)周期短，而且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易，如稱重設(shè)定值、推包延遲時(shí)間、復(fù)位時(shí)間等都可通過(guò)中文顯示器在線調(diào)試；日后維護(hù)、修改程序甚至擴(kuò)展等都極易被現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員掌握。
4．td200文本顯示器提供了極佳的人機(jī)界面，而且體積小，重量輕，安裝簡(jiǎn)便，為可嵌入式或壁掛式。
5．系統(tǒng)可靠性高，實(shí)時(shí)性好，實(shí)際稱重精度可達(dá)0.2%。6．具有較強(qiáng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前市場(chǎng)上能達(dá)到類似功能的微機(jī)計(jì)量控制系統(tǒng)價(jià)格在3~4萬(wàn)元，而s7200小型plc系統(tǒng)不超過(guò)此價(jià)的一半。
近年來(lái)，電子稱重技術(shù)發(fā)展很快，稱重顯示控制領(lǐng)域一直在研制開(kāi)發(fā)專用的計(jì)算機(jī)稱重包裝控制系統(tǒng)。筆者認(rèn)為，基于目前十分成熟的plc技術(shù)與市場(chǎng)，把這種新穎小型化的s7200系列直接移植到水泥袋裝稱重計(jì)量系統(tǒng)中，會(huì)收到事半功倍的效果。
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