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[摘要]意大利GD包装机透明纸辊的更换是通过一个机械支架,由操作人员手工装卸,这种装卸比较慢,劳动强度大。为了提高工作效率,减轻操作人员的劳动强度,采用西门子S7-200系列小型可编程序控制器,设计一套透明纸辊自动装卸系统,实现透明纸辊的自动装卸。
[关键词]自动控制系统 可编程序控制器 传感器
中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0310120-01
一、自动控制要求及工艺流程
(一)自动控制要求
1.手动装卸纸圈功能。在原点位时,点动手动卸料按钮,夹紧装置就进或退。达到装卸纸圈的目的。
2.卸料功能。当透明纸用一半需要卸下时,只要按一下卸料按钮,就可以将用一半的透明纸卸下,料车自动返回待料位置。
3.复位功能。当输送装置中途出现故障时,按一下卸纸筒按钮,输送装置自动回到原点。
4.自动上纸功能。在夹紧装置退回,并且退回传感器被感应,送料车上有透明纸辊,按一下送料按钮,该装置就自动装纸。
5.缺纸自动报警功能。当光电传感器检测到没有纸时,报警指示灯闪亮,并且蜂鸣器叫,程序延时5秒钟后停止。过5分钟后还没有换纸,报警指示灯再次闪亮,并且蜂鸣器叫。
(二)工艺流程
按进料按钮→料车载着备用透明纸辊前移,到位后→自动将透明纸辊升高到夹紧中心位置→夹紧汽缸夹紧透明纸辊并准确定位→料车自动返回待料位置。
二、自动控制系统的主要硬件配置
(一)西门子S7-200可编程序控制器的性能
西门子S7-200可编程序控制器的CPU指令处理周期短,每执行1K语句仅需要0.8毫秒,并且有浮点数运算、加减计数器同时运行,随着可编程序控制器技术的广泛应用,PLC的价格已大幅下降。PLC工作时性能稳定,采用了光电隔离等多种抗干扰、提高可靠性的新技术。尤其是西门子公司推出的S7-200小型可编程序控制器系列,其模拟量单元价格便宜。
S7-200 PLC软硬件设计先进,使用高品质材料和电子器件,具有更高的可靠性和更丰富的性能。其硬件体积小,重量轻,安装方便,容易维护,采用固定式结构,具有可观的经济性和更强的适用性。
(二)可编程序控制器的选择
根据透明纸自动装卸控制系统的要求,该自动控制系统需要9个输入点,和7个输出点。由于西门子S7-200系列小型可编程序控制器具有程序容量大、运行速度快、编程灵活、性能优良、且价格低等优点。因而选用型号为SIEMENS CPU 224 CN DC/DC/DC(6ES7 214-1AD23-0XB8)的S7-200 PLC作为核心部件。该型号的PLC具有14个输入点、10个输出点。它的电源24V直流电源,从GD包装机上取24VDC电源就可以给PLC供电。
(三)I/O分配如下
1.输入点的地址和功能 2.输出点的地址和功能
I0.0:进料按钮SB2 Q0.0:涨膜阀SV1
I0.1:卸料按钮SB3 Q0.1:进料阀SV2
I0.4:卸料微动开关SS1 Q0.3:上升阀SV5
I0.6:油缸下检测SP3 Q0.4:油阀SV6
I0.7:进料到位检测SP4 Q0.6:夹紧阀进SV3
I1.0:上升到位检测SP5 Q0.7:夹紧阀退SV4
I1.1:夹紧阀进到位检测SP6 Q1.1:缺纸检测蜂鸣器SM
I1.2:夹紧阀退到位检测SP7
I1.3:卸纸筒按钮SB4
三、控制系统软件的编制
控制系统分为两部分,第一部分是透明纸用完时自动装卸透明纸。首先,光电传感器SP5检测到透明纸用完时,Q1.1输出信号,蜂鸣器SM响。这时,操作工需要停止包装机的运行,按一下卸纸筒按钮SB4,Q0.7输出信号,夹紧阀退SV4得电退出,操作工需要用手接住空纸筒;夹紧阀退到位,传感器SP7被感应,这时准备进料。当新透明纸放在输送料车上时,卸料微动开关SS1检测到透明纸存在;再按一下进料按钮SB2,送料部分程序被执行,Q0.1输出信号,进料阀SV2得电,料车前进。料车前进到位后,进料到位检测SP4被感应,Q0.3输出信号,上升阀SV5得电。当新透明纸被提升到为后,上升到位检测SP5被感应,Q0.6输出信号,夹紧阀进SV3得电,将新透明纸夹紧;夹紧到位后,夹紧阀进到位检测SP6被感应,Q0.0输出信号,涨膜阀SV1得电,将透明纸涨住。经过程序延时后,上升阀SV5关断,上升油缸退回原位;进料阀SV2关断,料车退回原位,整个换纸过程结束。
第二部分是当透明纸在未用完的情况下,由于其他原因想更换透明纸,首先要保证料车上没有透明纸,即卸料微动开关SS1没有被感应,按一下卸料按钮SB3,Q0.1输出信号,阀SV2得电,料车前进。料车前进到位后,进料到位检测SP4被感应后,料车停止,经过程序延时后,Q0.3输出信号,上升阀SV5得电,上升油缸上升托住没有用完的透明纸。Q0.7输出信号,夹紧阀退SV4得电,夹紧阀退到位后检测SP7被感应,透明纸落到上升的料车上。经过程序延时后,上升阀SV5关断,料车下降;下降到位后油缸下检测SP3被感应,经过程序延时后,阀SV2关断,料车回到原位,整个工作过程结束。
四、结束语
该控制系统,充分发挥了S7-200 PLC优异性能,即控制系统简单、紧凑、可靠、操作简单方便,造价低廉等。这套系统在实际应用中,大大减轻了操作工的劳动强度,还有效地提高了设备的有效作业率,提高了企业的经济效益。
参考文献:
[1]路林吉等编著,可编程序控制器原理及应用,北京:清华大学出版社,2002.
[2]余雷声主编,电气控制与PLC应用,北京:机械工业出版社,1996.
[3]蔡行健、黄文钰主编,深入浅出西门子自动化产品系列丛书,北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[4]常斗南等主编,小型可编程序控制器原理与实践,沈阳:辽宁科学技术出版社,1993.
[5]朱绍祥等编译,可编程序控制器(PC)原理与应用,上海:上海交通大学出版社.
作者简介:
魏继刚,男,汉族,河南人,青岛化工学院,91级,自动化专业本科生,学士学位,在青岛卷烟厂工作,助理工程师,研究方向:自动控制系统。
[关键词]自动控制系统 可编程序控制器 传感器
中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0310120-01
一、自动控制要求及工艺流程
(一)自动控制要求
1.手动装卸纸圈功能。在原点位时,点动手动卸料按钮,夹紧装置就进或退。达到装卸纸圈的目的。
2.卸料功能。当透明纸用一半需要卸下时,只要按一下卸料按钮,就可以将用一半的透明纸卸下,料车自动返回待料位置。
3.复位功能。当输送装置中途出现故障时,按一下卸纸筒按钮,输送装置自动回到原点。
4.自动上纸功能。在夹紧装置退回,并且退回传感器被感应,送料车上有透明纸辊,按一下送料按钮,该装置就自动装纸。
5.缺纸自动报警功能。当光电传感器检测到没有纸时,报警指示灯闪亮,并且蜂鸣器叫,程序延时5秒钟后停止。过5分钟后还没有换纸,报警指示灯再次闪亮,并且蜂鸣器叫。
(二)工艺流程
按进料按钮→料车载着备用透明纸辊前移,到位后→自动将透明纸辊升高到夹紧中心位置→夹紧汽缸夹紧透明纸辊并准确定位→料车自动返回待料位置。
二、自动控制系统的主要硬件配置
(一)西门子S7-200可编程序控制器的性能
西门子S7-200可编程序控制器的CPU指令处理周期短,每执行1K语句仅需要0.8毫秒,并且有浮点数运算、加减计数器同时运行,随着可编程序控制器技术的广泛应用,PLC的价格已大幅下降。PLC工作时性能稳定,采用了光电隔离等多种抗干扰、提高可靠性的新技术。尤其是西门子公司推出的S7-200小型可编程序控制器系列,其模拟量单元价格便宜。
S7-200 PLC软硬件设计先进,使用高品质材料和电子器件,具有更高的可靠性和更丰富的性能。其硬件体积小,重量轻,安装方便,容易维护,采用固定式结构,具有可观的经济性和更强的适用性。
(二)可编程序控制器的选择
根据透明纸自动装卸控制系统的要求,该自动控制系统需要9个输入点,和7个输出点。由于西门子S7-200系列小型可编程序控制器具有程序容量大、运行速度快、编程灵活、性能优良、且价格低等优点。因而选用型号为SIEMENS CPU 224 CN DC/DC/DC(6ES7 214-1AD23-0XB8)的S7-200 PLC作为核心部件。该型号的PLC具有14个输入点、10个输出点。它的电源24V直流电源,从GD包装机上取24VDC电源就可以给PLC供电。
(三)I/O分配如下
1.输入点的地址和功能 2.输出点的地址和功能
I0.0:进料按钮SB2 Q0.0:涨膜阀SV1
I0.1:卸料按钮SB3 Q0.1:进料阀SV2
I0.4:卸料微动开关SS1 Q0.3:上升阀SV5
I0.6:油缸下检测SP3 Q0.4:油阀SV6
I0.7:进料到位检测SP4 Q0.6:夹紧阀进SV3
I1.0:上升到位检测SP5 Q0.7:夹紧阀退SV4
I1.1:夹紧阀进到位检测SP6 Q1.1:缺纸检测蜂鸣器SM
I1.2:夹紧阀退到位检测SP7
I1.3:卸纸筒按钮SB4
三、控制系统软件的编制
控制系统分为两部分,第一部分是透明纸用完时自动装卸透明纸。首先,光电传感器SP5检测到透明纸用完时,Q1.1输出信号,蜂鸣器SM响。这时,操作工需要停止包装机的运行,按一下卸纸筒按钮SB4,Q0.7输出信号,夹紧阀退SV4得电退出,操作工需要用手接住空纸筒;夹紧阀退到位,传感器SP7被感应,这时准备进料。当新透明纸放在输送料车上时,卸料微动开关SS1检测到透明纸存在;再按一下进料按钮SB2,送料部分程序被执行,Q0.1输出信号,进料阀SV2得电,料车前进。料车前进到位后,进料到位检测SP4被感应,Q0.3输出信号,上升阀SV5得电。当新透明纸被提升到为后,上升到位检测SP5被感应,Q0.6输出信号,夹紧阀进SV3得电,将新透明纸夹紧;夹紧到位后,夹紧阀进到位检测SP6被感应,Q0.0输出信号,涨膜阀SV1得电,将透明纸涨住。经过程序延时后,上升阀SV5关断,上升油缸退回原位;进料阀SV2关断,料车退回原位,整个换纸过程结束。
第二部分是当透明纸在未用完的情况下,由于其他原因想更换透明纸,首先要保证料车上没有透明纸,即卸料微动开关SS1没有被感应,按一下卸料按钮SB3,Q0.1输出信号,阀SV2得电,料车前进。料车前进到位后,进料到位检测SP4被感应后,料车停止,经过程序延时后,Q0.3输出信号,上升阀SV5得电,上升油缸上升托住没有用完的透明纸。Q0.7输出信号,夹紧阀退SV4得电,夹紧阀退到位后检测SP7被感应,透明纸落到上升的料车上。经过程序延时后,上升阀SV5关断,料车下降;下降到位后油缸下检测SP3被感应,经过程序延时后,阀SV2关断,料车回到原位,整个工作过程结束。
四、结束语
该控制系统,充分发挥了S7-200 PLC优异性能,即控制系统简单、紧凑、可靠、操作简单方便,造价低廉等。这套系统在实际应用中,大大减轻了操作工的劳动强度,还有效地提高了设备的有效作业率,提高了企业的经济效益。
参考文献:
[1]路林吉等编著,可编程序控制器原理及应用,北京:清华大学出版社,2002.
[2]余雷声主编,电气控制与PLC应用,北京:机械工业出版社,1996.
[3]蔡行健、黄文钰主编,深入浅出西门子自动化产品系列丛书,北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[4]常斗南等主编,小型可编程序控制器原理与实践,沈阳:辽宁科学技术出版社,1993.
[5]朱绍祥等编译,可编程序控制器(PC)原理与应用,上海:上海交通大学出版社.
作者简介:
魏继刚,男,汉族,河南人,青岛化工学院,91级,自动化专业本科生,学士学位,在青岛卷烟厂工作,助理工程师,研究方向:自动控制系统。