S7-200 PLC在造粒机摇振控制系统中的应用

    一、造粒机系统概述    造粒机是一种可将物料制造成特定形状的成型机械，广泛应用于化工、石化、制药、食品、矿冶、环保、印染、橡胶、塑料等领域。本实例主要针对造粒机的摇振进行控制，其对应的结构图如图11-1所示。其工作过程大致如下：启动系统，浆料经进料口进入料斗，同时将压缩空气引入料斗，在造粒过程中，打开排风阀，并设置定时摇振，对浆料进行搅拌处理。当设置的摇振时间到，浆料和压缩空气关，同时关闭排风阀门，并延时一段时间。摇振操作结束后，喷雾和排风阀门再打开，继续造粒。
    图11-1    造粒机摇振工艺流程图    本设计主要针对造粒机的摇振进行控制，在造粒过程中，设置定时摇振，当摇振时间到时，喷雾和主压（压缩空气）关，同时关闭排风阀门。摇振结束后，喷雾和排风阀门都打开，继续造粒。    二、控制系统硬件设计    1．系统输入／输出信号分析    根据上述的造粒机系统概述，可知该造粒机PLC控制系统的输入信号有：控制造粒机摇振启动，需要1个启动按钮，控制造粒机摇振停止，需1个停止按钮，所以共需要2个输入端子。    输出信号：本实例需要使用3个电磁阀来分别控制摇振、喷雾和排风阀门，所以共需要3个输出端子。    2．PLC的输入／输出分配表    根据上述对该造粒机摇振PLC控制系统输入／输出信号的分析，可设计如表11-1所示的PLC输入／输出分配表。    表11-1    PLC的输入／输出分配表
    3．PLC选型    根据上述的PLC输入／输出分配表，参看表2-1，本实例中选用的PLC是西门子公司的S7-200系列小型PLC CPU222。    4．造粒机摇振PLC控制系统接线图    根据前述的造粒机摇振工作流程以及PLC的输入／输出分配表，可画出如图11-2所示的PLC硬件系统接线图。
    图11-2    造粒机摇振PLC控制系统接线图    三、造粒机摇振PLC控制程序    按照前述的造粒机工作原理，其造粒过程可描述如下：按启动按钮，I0.0输入为1，I0.0由动合变为动断，辅助继电器M0.2线圈得电，动合触点吸合并自锁，然后辅助继电器M0.1动断触点通电，启动定时器T60，定时10ms。此时，T60的动合触点闭合，使计数器C1开始计数，计60次，C1的动合触点接通，使辅助中间继电器M0.0线圈得电，动断触点接通，使C1复位，同时T60动合触点吸合使辅助继电器M0.1动断触点断开，T60被复位，这样循环下去，C1就每1s (1000ms)计数一次。    当计数值大于0小于54s时，即54s时间内喷雾和风门开，摇振关。当计数值大于54s小于60s时，即在6s时间内摇振开，喷雾和风门关。在程序下一次扫描时，M0.2动合触点继续接通，使T60动合触点得电，动断触点断开，C1又开始计数，这样一直重复上述控制过程，直到停止按钮I1.0输人为1，I1.0动断触点断开，辅助中间继电器M0.2线圈失电，其动合触点断开，控制过程终止。与该过程相对应的造粒机摇振工艺流程图如图11-3所示，该过程对应的时序图和控制逻辑图分别如图11-4和图11-5所示。    造粒机摇振PLC控制程序如图11-6～图11-15所示。    (1)网络1。
    图11-3    造粒机摇振PLC控制流程图
    图11-4    造粒机摇振时序图
    图11-5    造粒机摇振逻辑控制图
    图11-6    网络1梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络1实现了系统的启动和自锁，按启动按钮，I0.0输入为1，I0.0常开变闭合，M0.2得电。按停止按钮，I1.0输人为1，I1.0常闭变断开，M0.2失电。M0.2为辅助中间继电器。    (2)网络2。    网络2用于设定计时基数，其中M0.1为中间继电器的动断触点，T60为100ms的定时器，定时1s。
    图11-7    网络2梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    (3)网络3。    网络3实现对计数器的计数次数设置，其中M0.0为中间继电器触点，复位C1，C1为计数器，计数60次。    (4)网络4。
    图11-8    网络3梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表
    图11-9    网络4梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络4用于计数复位。    (5)网络5。
    图11-10    网络5梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络5用于设定喷雾和排风阀门运行时间，同时使摇振复位，即停止摇振。其中，M0.3为中间继电器，是控制摇振的电磁阀。    (6)网络6。    网络6用于复位喷雾／关排风阀门并开始启动摇振。
    图11-11    网络6梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    (7)网络7。
    图11-12    网络7梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络7用于复位T60。    (8)网络8。
    图11-13    网络8梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络8用于设置摇振电磁阀的通电时间。    (9)网络9。    网络9用于设置摇振电磁阀的失电时间。    (10)网络10。
    图11-14    网络9梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表
    图11-15    网络10梯形图及语句表    (a)梯形图；(b)语句表    网络10表示摇振，Q0.0闪烁表示摇振。