S7-200 PLC在热带卷全自动打捆机中的应用（职称论文原稿可修改）

S7-200PLC在热带卷全自动打捆机中的应用XXX摘要：本文着重介绍了基于西门子S7-200PLC的热带卷全自动打捆机控制系统的基本结构、软硬件组成、程序开发、实际应用、HMI等内容，论述了各主要环节的控制部分以及控制要求。关键词：自动打捆机；控制；S7-200；程序开发

1引言热带卷全自动打捆机是集机电液压于一体的全自动捆扎包装设备。由于打捆机的设计与制造难度较大，国内钢卷自动化打捆机设备大部分依赖国外进口。国内自主开发的热带卷全自动打捆机的自动化部分采用PLC（可编程序控制器）控制、配合HMI（人机界面），很好的实现了现场对打捆工艺的需求，提高了劳动生产率，同时减轻工人的劳动强度。2系统组成及主要工艺热带卷全自动打捆机的组成包括机械部分、电气部分、液压部分。机械部分由钢卷输送机构、钢卷旋紧机构、送丝机构、捆丝压紧机构、剪切机构组成；电气部分由控制柜、PLC、HMI、电缆、检测仪表；液压部分由液压站、液压电机、液压缸、电磁阀。其中电气系统是整个设备的自动化控制系统，机械系统为设备的支撑系统，液压系统为设备的执行机构系统。当操作人员通过操作盘或触摸屏发出一个打捆命令后，钢卷输送开始，当钢卷运行到位，送卷电机停止送卷，开始旋紧钢卷，当检测元件检测到旋紧达到一定的压力，旋紧电机停止工作。压丝机构进到位，送丝机构送丝，捆丝头压紧，抽丝机构将捆丝抽紧、压丝机构退回，捆丝压紧，捆丝剪切，捆丝头捆丝扭转达到+/-720°达到扭结压力打开捆丝头各机构复位，打捆流程完毕。3控制系统3.1硬件热带卷全自动打捆机的控制系统采用西门子S7-200系列PLC中的CPU226。它集成了24输入/16输出，具有脉冲捕获及计数功能，内部有2个RS-485通迅接口，支持PPI和MPI的网络联接方式，CPU226最多可以扩展7块I/O模块，根据功能需要扩展了两块16路输入模块和两块8路输出模块。为了实现现场监护和设备工作的在线模拟，人机信息交流，采用了性价比较高的西门子MP377触摸屏。控制系统的电气方面：采用了24V直流电对液压缸、驱动电机和各液压阀的动作及方向的控制。由于所选CPU226型号不具有继电器输出功能，每个输出I/O点的电流最大不超过2A，而电磁阀、驱动电机的接触器等执行机构电流都超过这一电流限制，为了防止电流过大和驱动电路的短路对PLC造成损害，系统采用了继电器作为中间转换器件。由于继电器的线圈动作需要的电流较小，而它的主接线回路又可以承受较大的电流，从而使PLC控制继电器的动作来间接的控制现场电磁阀和驱动电机的动作，实现PLC的小电流输出对各电磁阀大电流控制的需要，起到了保护PLC输出点的目的。同时为了防止在工作中出现意外，系统中还配置了硬急停，当按下急停开关或停止按钮时整个系统除了液压缸电机运行，其它的设备均处于当前位置并保持停止状态。同时为了调试、维修及设备的维护，增加了手动／自动选择的控制方式。其工作原理为:当选择开关的控制旋钮旋转到手动控制时，允许手动操作控制继电器通断电，实现对系统各设备的控制，方便于对打捆机的初期的调试及后期的维护。当PLC程序检测到系统处于手动控制状态时，整个将不能执行设备的自动打捆程序。当选择开关的控制旋钮旋转到自动控制时，手动控制将失效，这时，PLC检测到系统处于自动控制状态，则运行自动打捆程序，手动模式的操作权限高于自动模式，当现场人员发现设备异常时，可随时停止设备。在打捆机控制系统中，主要的检测元件有行程开关、限位开关、操作按钮、压力继电器和旋转编码器等。执行部件主要有钢卷输送电机、液压缸、液压电机、状态指示等。触摸屏MP377与S7-200组成了很好的自动化控制与人机交互平台，触摸屏MP377具有ARM处理器，主频达到400MHz，64MDDR内存，集成的工业以太网接口，通过以太网，使程序下载速度大大提高。触摸屏MP377的图符界面采用方式是菜单交互方式，编辑人员使用图符来代表文本菜单的各个菜单项，其优点是形象、逼真地反映菜单的功能，使后续的维护人员对画面的理解、学习和操作变得更加容易。HMI触摸屏MP377作为主要的显示、记录设备，用于参数设定、状态显示、故障检测、系统调试和数据记录等。减少了对PLC输入输出端口的需求。3.2软件设计热带卷全自动打捆机的移动工程师站采用微软英文版WindowsXP作为操作系统，编程软件安装STEP

7-Micro/WIN

V4.0

SP6。西门子STEP7-Micro/WIN编程软件是在Windows平台上运行的西门子S7-200PLC编程软件，适用于所有西门子S7-200PLC机型软件编程，能够解决小型现场设备内部复杂的自动化任务。西门子STEP7-Micro/WIN提供软件工具调试和测试程序，包括：监视S7-200正在执行的用户程序状态、为S7-200指定运行程序的扫描次数、强制变量值等。标准的STEP7软件包配3种基本编程语言，即梯形图、功能块图、语言表和顺序功能图编程语言，它们在STEP

7-Micro/WIN编程软件中可以相互转换，方便编程人员进行编程的编写和解读。由于热轧钢卷打捆机的控制系统是按一定的顺序进行动作，在程序地设计采用了顺序的控制方式来进行程序设计。按照系统要求，打捆机的程序分为三个子程序：手动控制、自动控制、数据采集（高速计数）。手动程序中每个动作相对孤立进行。自动控制程序中的打捆机的每个动作都对应一个相应的程序段，每个程序段的运行又是依靠上一程序段的实现为前提条件。数据采集（高速计数）对进丝头进行精确控制提供保障。在程序执行过程中，由主程序调用相关的子程序来完成打捆任务。

当PLC上电运行，在开始的运行周期中，首先执行程序扫描、进行程序初始化、程序调用并对系统进行自检判断系统是否有故障发生，能否正常运行。如果有故障发生，则程序重新进行扫描，若没有故障发生，则系统进入到子程序调用，进入系统工作状态。系统循环进行执行打捆工作，来满足工作需求。4结束语

热轧钢卷全自动打捆机是热轧钢卷包装