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【摘要】概述了S7-200SMARTPLC、SMARTLINE在氢气脱蜡烧结一体炉控制系统中应用。根据真空烧结炉的工艺流程及控制要求，结合现场控制工艺需求，分析了设备工艺流程、控制系统的配置选型、软件设计和实现的功能，设计了一套基于S7-200SMART的控制系统。经测试，该方案能完全满足氢气脱蜡烧结一体路的各项技术要求，运行稳定，性能良好。
【关键词】S7-200SMARTPLC；SMARTLINE；
真空烧结炉；设备设计
1、项目简介
氢气脱蜡烧结一体炉是我公司的主导产品，该设备集脱蜡烧结和快速冷却于一体，操作方便，机电一体化程度高。其控制精度要求高，安全联锁完善，有操作提示、故障诊断功能、异常报警，烧结过程自动控制，一次完成脱蜡、烧结和快速冷却功能，因此需要功能灵活多样，性价比高的控制系统，这里选用了西门子S7-200SMARTPLC及SMARTLINE触摸屏，达到了预期的控制目标，取得了优异的控制效果。
2、设备工艺要求
2.1 设备构成
氢气脱蜡烧结一体炉根据工艺要求主要由真空系统、捕蜡系统、氢气燃烧点火控制系统、配气系统、加热温度控制系统和快冷系统构成。其示意圖见图1。
2.2 工艺流程
设备运行之前确认压空和工艺气体气源、冷却水流量、电源等达到工艺要求；装入产品，设定好本炉次烧结工艺，选择操作模式到自动模式，按下开始按钮，设备自动进入泄漏测试，测试合格后进入氢气脱蜡（脱脂）阶段，脱脂过程包含氩气吹扫、氩气置换等过程，确保设备安全运行；脱蜡完成后进入预烧结过程，预烧结温度达工艺要求最高温度后进入高温保温，保温时间达设定后，整个工艺流程结束，进入泵抽冷却阶段，炉内温度达充气冷却温度后向炉内充入惰性气体，同时开启风机进行快速降温，温度降到开炉门温度后完成整个生产流程，开炉门出产品。具体工艺流程如图2所示。
3、硬件组态设计
为了保证控制系统的稳定性和可靠性，选用西门子S7-200 SMART PLC，其较高的运算速度及通讯功能为后续的设备改造和升级提供了良好的保 证。触摸屏选用SMART LINE 700 IE屏，该屏与S7-200 SMART PLC无缝集成，高分辨率及64K色显示，高效以太网通讯，设备操作更人性化，更加高效便捷。产品选型如表1所示。
4、软件设计
4.1 PLC编程设计
氢气脱蜡烧结一体炉PLC程序分为初始化、手动程序、自动程序、真空压力控制程序、温度控制程序、气体流量控制程序、氢气点火控制程序、模拟量转换程序以及报警程序等。
手动程序主要包含手动抽真空、手动开关料盒门、手动捕蜡洗涤、手动置换氢气以及手动排氢程序，实现设备在非生产状态下各项指标参数的测试和调整，为自动程序的正常运行提供保障。
模拟量转换程序主要用于含炉内真空、压力、温度和气体流量的检测，为真空压力温度控制程序提供数据支持。
自动程序根据不同的功能和系统分为真空系统子程序、脱蜡系统子程序、加热系统子程序、冷却水检测系统、快冷系统子程序等，不同的子程序对应相应的检测部件和执行部件（泵、阀门、加热器、冷却风机等）。操作人员仅需要设置并下载产品烧结工艺，按下程序开始键，则整个生产在PLC的控制下自动执行泄漏检测、脱蜡、烧结和快冷等操作，大大降低工人劳动强度。在设备运行过程中如有异常则会报警提醒，根据提示内容进行相应处理即可，简单便捷。
4.2 HMI画面设计
氢气脱蜡烧结一体炉主控画面可显示当前工作模式，各个真空泵，真空阀门状态，能够实时显示当前炉内温度和真空度数据，动态显示当前执行 工艺曲线号，当前执行工艺段号，当前运行时间以及剩余时间等，所有设备相关数据一目了然，主控界面如图3所示。
系统参数界面主要由设备参数和工艺参数构成。设备参数包含了设备的极限温度和压力上限等，保障设备的安全运行。工艺参数包含脱蜡相关参数和气体流量参数，保障工艺程序的正常运行。
5、应用体会
S7-200 SMART控制器的组态、编程较S7-200有了很大的提高，更加符合个人的操作习惯；其基本指令执行时间达0.15μs，CPU本体集成了以太网口，支持编程调试、触摸屏通讯等功能，普通的网即可下载和调试程序，最大限度的降低编程电缆的成本。以太网通讯速度较PPI通讯更快更稳定，解决了大数据下载工艺程序时间长的问题从而提高了工作效率。
SMART LINE 触摸屏相比第一代有很大的提高，颜色更加丰富，增加了以太网接口，无论是下载程序还是与 PLC 通讯都比较方便。STEP 7-Micro/WIN SMART 软件相比其它软件非常的小巧， 兼容性非常好，相比传统的向导操作更加灵活。
参考文献：
[1]西门子（中国）有限公司.S7-200SMART产品样本及系统手册[Z].西门子（中国）有限公司，2012.
[2]西门子（中国）有限公司.SMART LINE触摸屏样本及编程手册[Z].西门子（中国）有限公司，2012.
【关键词】S7-200SMARTPLC；SMARTLINE；
真空烧结炉；设备设计
1、项目简介
氢气脱蜡烧结一体炉是我公司的主导产品，该设备集脱蜡烧结和快速冷却于一体，操作方便，机电一体化程度高。其控制精度要求高，安全联锁完善，有操作提示、故障诊断功能、异常报警，烧结过程自动控制，一次完成脱蜡、烧结和快速冷却功能，因此需要功能灵活多样，性价比高的控制系统，这里选用了西门子S7-200SMARTPLC及SMARTLINE触摸屏，达到了预期的控制目标，取得了优异的控制效果。
2、设备工艺要求
2.1 设备构成
氢气脱蜡烧结一体炉根据工艺要求主要由真空系统、捕蜡系统、氢气燃烧点火控制系统、配气系统、加热温度控制系统和快冷系统构成。其示意圖见图1。
2.2 工艺流程
设备运行之前确认压空和工艺气体气源、冷却水流量、电源等达到工艺要求；装入产品，设定好本炉次烧结工艺，选择操作模式到自动模式，按下开始按钮，设备自动进入泄漏测试，测试合格后进入氢气脱蜡（脱脂）阶段，脱脂过程包含氩气吹扫、氩气置换等过程，确保设备安全运行；脱蜡完成后进入预烧结过程，预烧结温度达工艺要求最高温度后进入高温保温，保温时间达设定后，整个工艺流程结束，进入泵抽冷却阶段，炉内温度达充气冷却温度后向炉内充入惰性气体，同时开启风机进行快速降温，温度降到开炉门温度后完成整个生产流程，开炉门出产品。具体工艺流程如图2所示。
3、硬件组态设计
为了保证控制系统的稳定性和可靠性，选用西门子S7-200 SMART PLC，其较高的运算速度及通讯功能为后续的设备改造和升级提供了良好的保 证。触摸屏选用SMART LINE 700 IE屏，该屏与S7-200 SMART PLC无缝集成，高分辨率及64K色显示，高效以太网通讯，设备操作更人性化，更加高效便捷。产品选型如表1所示。
4、软件设计
4.1 PLC编程设计
氢气脱蜡烧结一体炉PLC程序分为初始化、手动程序、自动程序、真空压力控制程序、温度控制程序、气体流量控制程序、氢气点火控制程序、模拟量转换程序以及报警程序等。
手动程序主要包含手动抽真空、手动开关料盒门、手动捕蜡洗涤、手动置换氢气以及手动排氢程序，实现设备在非生产状态下各项指标参数的测试和调整，为自动程序的正常运行提供保障。
模拟量转换程序主要用于含炉内真空、压力、温度和气体流量的检测，为真空压力温度控制程序提供数据支持。
自动程序根据不同的功能和系统分为真空系统子程序、脱蜡系统子程序、加热系统子程序、冷却水检测系统、快冷系统子程序等，不同的子程序对应相应的检测部件和执行部件（泵、阀门、加热器、冷却风机等）。操作人员仅需要设置并下载产品烧结工艺，按下程序开始键，则整个生产在PLC的控制下自动执行泄漏检测、脱蜡、烧结和快冷等操作，大大降低工人劳动强度。在设备运行过程中如有异常则会报警提醒，根据提示内容进行相应处理即可，简单便捷。
4.2 HMI画面设计
氢气脱蜡烧结一体炉主控画面可显示当前工作模式，各个真空泵，真空阀门状态，能够实时显示当前炉内温度和真空度数据，动态显示当前执行 工艺曲线号，当前执行工艺段号，当前运行时间以及剩余时间等，所有设备相关数据一目了然，主控界面如图3所示。
系统参数界面主要由设备参数和工艺参数构成。设备参数包含了设备的极限温度和压力上限等，保障设备的安全运行。工艺参数包含脱蜡相关参数和气体流量参数，保障工艺程序的正常运行。
5、应用体会
S7-200 SMART控制器的组态、编程较S7-200有了很大的提高，更加符合个人的操作习惯；其基本指令执行时间达0.15μs，CPU本体集成了以太网口，支持编程调试、触摸屏通讯等功能，普通的网即可下载和调试程序，最大限度的降低编程电缆的成本。以太网通讯速度较PPI通讯更快更稳定，解决了大数据下载工艺程序时间长的问题从而提高了工作效率。
SMART LINE 触摸屏相比第一代有很大的提高，颜色更加丰富，增加了以太网接口，无论是下载程序还是与 PLC 通讯都比较方便。STEP 7-Micro/WIN SMART 软件相比其它软件非常的小巧， 兼容性非常好，相比传统的向导操作更加灵活。
参考文献：
[1]西门子（中国）有限公司.S7-200SMART产品样本及系统手册[Z].西门子（中国）有限公司，2012.
[2]西门子（中国）有限公司.SMART LINE触摸屏样本及编程手册[Z].西门子（中国）有限公司，2012.