PLC在电缆生产过程中的应用(共18页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上PLC在电缆生产过程中的应用作者：陈建民摘要：本文主要介绍PLC的相关知识和在电缆行业的广泛应用，并以西门子S7-200PLC为例介绍硬件组态和程序的编写方法。关键词：PLC 可编程逻辑控制器 电缆 模温机 S7-200 TD400 文本显示目录：第一章 PLC摡述一、 PLC定义PLC是Progrommable Logic Controller可编程逻辑控制器的缩写，它主要有西门子、三菱、台达、欧姆龙、通用、艾默生等品牌的PLC，从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制

2、到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。二、PLC的特点 1.可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外

3、围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 2.配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图

4、语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。 4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合三、PLC的功能1.开关量逻辑控制 也叫数字量逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机等。 2.过程控制 也叫模拟量控制，在工业生产过

5、程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3.运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4.数据处理 PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析

6、及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 5.通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。甚至利用因特尔网可以实现远程故障处理。第二章 PLC在电缆生产过程中的应用一、电缆生产设备1、 通信电缆生产设备主要有：串联生产线、对绞机、星绞机、成缆机、屏蔽机、铠装机、护套机等2、 电力电缆生产设备主要有：拉丝机（包括：大拉、中拉和小拉）、框绞、管绞、笼绞、绝缘或护套机、交联生产线、成缆机、屏蔽机、铠装机等PLC几乎在以上每台设备都有使用，它在电缆行业能得到广泛使用也是因为PLC的

7、特点和工业自动化程度不断提高的结果。二、 PLC在电缆生产设备上的应用实例<一>串联生产线是通信电缆生产过程中最重要的生产设备之一，目前的串联线自动化程度都很高，当然必不可少的用到了PLC，图1是典型的串联生产线的组态形式。1、 上位机通过PROFIBUS数据总线和主控PLC进行数据交换；2、 主控PLC设为主站，其余的PLC、分布式I/O和驱动器都设为从站，它们之间都用PROFIBUS通信线进行数据交换，实现整条生产线正常同步运行；3、 分布式I/O主要是进行挤出机温度压力等数据的采集。图1<二>交联生产线是电力电缆生产过程中最重要的设备之一，它主要生产10KV以上的

8、电缆，交联生产线又分悬链生产线和立塔生产线，悬链生产线主要生产10KV35KV的交联线，而立塔生产线主要生产110KV以上的交联线。何谓交联线呢？交联线就是将可交联的绝缘塑料在高温高压氮气中进行一系列反应，由平行分子结构产生交叉网状结构，交联过程有的又叫做硫化过程。交联线生产流程： 导体从放线架放出储线器（储线器的作用是在正常生产时将导体储满，当中途放线换盘接线时，储线器吐线，实现不间断生产）上牵引机头（内屏挤出机+绝缘挤出机+外屏挤出机，一般三层共挤，架空线才不用外屏）硫化管（正常生产时内部充10MP左右氮气，温度加到450左右（当然由工艺来定），绝缘线芯在此进行硫化反应，实现交联过程）冷却

9、管（将交联线芯冷却，35KV以下一般用水冷却，110KV以上用氮气冷却）下牵引（上下牵引的同步运行，实现将整条线芯悬链（立塔是拉直）在硫化管中央）辅助牵引收线。国内较多的白城智能（PLC控制）交联生产线的典型控制组态如下···交联生产线涉及的东西较多，每一部分都会影响到设备的运行及产品的质量。机头温控也是关键控制点之一，借此控制点，为了让大家更深一步了解如何利用PLC来控制一台电缆设备，我们接下来利用西门子S7-200为例来逐步阐述如何组态如何编程。例：题目：利用西门子S7-200PLC和TD400对交联生产线的三台模温机进行控制，正常情况下生产线由1#和3#模温

10、机对注塑机的机头内屏、绝缘和外屏加温，当其中一台有故障时马上启动2#备用机，当水温度加到要求温度时备用机阀打开代替故障模温机给机头加温。要求自动判断故障，自动切换，不影响机头温度，从而不影响到产品质量。1、 硬件组态要实现要求控制功能，可以选择西门子S7-200系列CPU226XP 的PLC一个，EM231温控模块一个，另外选择一个TD400文本显示器，用来设定和显示温度，启动和停止模温机以及显示故障信息等。硬件组态示意图见图2。 1） 由PLC（包括温度模块）采集三个模温机的信息和控制指令，然后由程序控制输出指令去控制模温机。2） 模温机的启动停止是属于开关量控制，外部的启动停止和故障信息都

11、属开关量输入。3） 热电偶感应到温度信号，通过EM231温度模块采集到PLC中，然后和设定温度进行比较，通过PID闭环控制，实现模温机的温度过程控制。图2PLC布线图见图3_ A 和图3_B，布线规范请参见S7-200可编程控制器系统手册等相关手册。图3_A图3_BPLC布线说明：I0.0 整线运行I0.1 1#模温机启动I0.2 1#模温机排气I0.3 1#模温机失电I0.4 1#泵故障I0.5 1#水位低I0.6 1#安全温度I0.7 1#泵运行I1.0 2#模温机启动I1.1 2#模温机排气I1.2 2#模温机失电I1.3 2#泵故障I1.4 2#水位低I1.5 2#安全温度I1.6 2

12、#泵运行I1.7I2.0 3#模温机启动I2.1 3#模温机排气I2.2 3#模温机失电I2.3 3#泵故障I2.4 3#水位低I2.5 3#安全温度I2.6 3#泵运行I2.7AIW0 1#模温机水温度AIW2 2#模温机水温度AIW4 3#模温机水温度AIW6Q0.0 1#泵启动Q0.1 1#加温Q0.2 1#加水Q0.3 1#冷却Q0.4 1#排气Q0.5 2#泵启动Q0.6 2#加温Q0.7 2#加水Q1.0 2#冷却Q1.1 2#排气Q1.2 3#泵启动Q1.3 3#加温Q1.4 3#加水Q1.5 3#冷却Q1.6 3#排气Q1.7 总报警2、 程序的编写要编写控制程序，你必须熟悉编

13、程指令，相关指令集请参考S7-200可编程控制器系统手册等相关手册，在此不再一一说明。编程指令一般有梯形图、逻辑块图和语句等，根据各人的习惯可以任意选择一种进行程序的编写，它们之间往往可以相互转换。以下就是模温机控制的语句指令程序，供参考。主程序网络1LD SM0.0 /调用SBR1子程序/1#模温机控制CALL SBR_1:SBR0网络2LD SM0.0 /调用SBR2子程序/2#模温机控制CALL SBR_2:SBR2网络3LD SM0.0 /调用SBR3子程序/3#模温机控制CALL SBR_3:SBR3网络4LD SM0.0 /调用SBR4子程序/报警CALL SBR_4:SBR4子程

14、序/SBR_1 1#模温机控制网络1LD SM0.1 /初始化累加器/清零MOVW 0, AC0网络2LD SM0.0 /标准化温度MOVW AIW0, AC0DIV 10, AC0MOVW AC0, VW300网络3LD SM0.0 /调用温度PID控制功能模块CALL PID0_INIT:SBR1, VW300, VD1000, M0.0, 0.0, Q0.1网络4LDN I0.5 /加水= Q0.2网络5LDN Q0.2TOF T37, 20网络6LDN I0.0LD I0.0 /泵运行AW>= AIW0, 1100OLDA T37A I0.1A I0.4= Q0.0网络7LDN

15、I0.0 /打开热水阀LD I0.0AW>= AIW0, 1100OLDA Q0.0= Q2.0网络8LD I0.1/加温A I0.5A I0.6A I0.7= M0.0网络9LDN I0.1 /排气A I0.2LDN I0.0AN I0.1AN T101OLD= Q0.4网络10LDN I0.0AN I0.1TON T101, 250网络11LDW>= AIW0, 1300 /冷却S Q0.3, 1网络12LD SM0.0DTI VD1000, VW500网络13LDW<= AIW0, VW500R Q0.3, 1网络14LDN I0.3 /启动备用模温机ON I0.4OW

16、<= AIW0, 1200A I0.0= M1.0网络15子程序/SBR_2 2#模温机控制网络1LD SM0.1 /初始化累加器/清零MOVW 0, AC1网络2LD SM0.0 /标准化温度MOVW AIW2, AC1DIV 10, AC0MOVW AC0, VW302网络3LD SM0.0 /调用温度PID控制功能模块CALL PID1_INIT:SBR2, VW302, VD1004, M0.0, 0.0, Q0.6网络4LDN I1.4 /加水= Q0.7网络5LDN Q0.7TOF T38, 20网络6LDN I0.0LD I0.0 /泵运行AW>= AIW2, 110

17、0OLDA T38A I1.0O M1.0O M1.1ALDA I1.3= Q0.5网络7LDN I0.0 /打开热水阀LD I0.0AW>= AIW2, 1100OLDA Q0.5LPSLD I1.0LD M1.0AW>= AIW2, 1100OLDALDAN Q2.0= Q2.1LPPLD I1.0LD M1.0AW>= AIW2, 1100OLDALDAN Q2.3= Q2.2网络8LD I1.4/加温A I1.5A I1.6= M0.1网络9LDN I1.0 /排气A I1.1LDN I0.0AN I1.0AN T102OLD= Q1.1网络10LDN I0.0AN

18、I1.0TON T102, 250网络11LDW>= AIW2, 1300 /冷却S Q1.0, 1网络12LD SM0.0DTI VD1004, VW502网络13LDW<= AIW2, VW502R Q1.0, 1网络14网络15子程序/SBR_3 3#模温机控制网络1LD SM0.1 /初始化累加器/清零MOVW 0, AC2网络2LD SM0.0 /标准化温度MOVW AIW4, AC2DIV 10, AC2MOVW AC2, VW304网络3LD SM0.0 /调用温度PID控制功能模块CALL PID2_INIT:SBR3, VW304, VD1008, M0.2, 0

19、.0, Q1.3网络4LDN I2.4 /加水= Q1.4网络5LDN Q1.4TOF T39, 20网络6LDN I0.0LD I0.0 /泵运行AW>= AIW4, 1100OLDA T39A I2.0A I2.3= Q1.2网络7LDN I0.0 /打开热水阀LD I0.0AW>= AIW4, 1100OLDA Q1.2= Q2.3网络8LD I2.0/加温A I2.4A I2.5A I2.6= M0.2网络9LDN I2.0 /排气A I2.1LDN I0.0AN I2.0AN T103OLD= Q1.6网络10LDN I0.0AN I2.0TON T103, 250网络1

20、1LDW>= AIW4, 1300 /冷却S Q1.5, 1网络12LD SM0.0DTI VD1008, VW504网络13LDW<= AIW4, VW504R Q1.5, 1网络14LDN I2.2 /启动备用模温机ON I2.3OW<= AIW4, 1200A I0.0= M1.1网络15子程序/SBR_4 报警网络1LD I0.1LPSAN I0.7= M10.0LPPA I0.0LPSAW<= VW300, 120= M10.1LPPAW>= VW300, 130= M10.2网络2LDN I0.3ON I0.4ON I0.5ON I0.6O M10.0

21、O M10.1O M10.2= M0.5网络3LD SM0.0LPSAN I0.3CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_0:V1058.7LRDAN I0.4CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_1:V1058.6LRDAN I0.5CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_2:V1058.5LRDAN I0.6CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_3:V1058.4LRDA M10.0CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_4:V1058.3LRDA M10.1CALL TD_ALM_10

22、12:SBR6, Alarm0_5:V1058.2LPPA M10.2CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_6:V1058.1网络4LD I1.0LPSAN I1.6= M20.0LPPA I0.0LPSAW<= VW302, 120= M20.1LPPAW>= VW302, 130= M20.2网络5LDN I1.2ON I1.3ON I1.4ON I1.5O M20.0O M20.1O M20.2= M0.6网络6LD SM0.0LPSAN I1.2CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_7:V1058.0LRDAN I1.3CALL

23、TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_8:V1059.7LRDAN I1.4CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_9:V1059.6LRDAN I1.5CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_10:V1059.5LRDA M20.0CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_11:V1059.4LRDA M20.1CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_12:V1059.3LPPA M20.2CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_13:V1059.2网络7LD I2.0LPSAN I

24、2.6= M30.0LPPA I0.0LPSAW<= VW304, 120= M30.1LPPAW>= VW304, 130= M30.2网络8LDN I2.2ON I2.3ON I2.4ON I2.5O M30.0O M30.1O M30.2= M0.7网络9LD SM0.0LPSAN I2.2CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_14:V1059.1LRDAN I2.3CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_15:V1059.0LRDAN I2.4CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_16:V1060.7LRDAN I2.5CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_17:V1060.6LRDA M30.0CALL TD_ALM_1012:SBR6, Alarm0_18:V1060.5LRDA M30.1