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大連水泥廠成品包裝車間的水泥包裝機(jī)采用撫順某計(jì)算機(jī)研究所80年代末開(kāi)發(fā)的Z80微機(jī)控制系統(tǒng)。由于時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)境惡劣，多次維修后無(wú)法恢復(fù)。經(jīng)過(guò)對(duì)單片機(jī)智能儀表、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器等工業(yè)控制設(shè)備的反復(fù)比較和測(cè)試，我們采用了PLCs7-200系列，并于2001年初對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。
1水泥包裝機(jī)工作過(guò)程。
本車間有兩臺(tái)雙噴嘴水泥包裝機(jī)，形成四條灌裝線。圖1為水泥包裝過(guò)程之一，由水泥料倉(cāng)、稱重機(jī)構(gòu)、出料壓頭、包裝紙袋、推桿、檢測(cè)袋重的扭矩傳感器、出料壓頭和推桿的電磁閥和氣缸、啟動(dòng)按鈕等組成。按下啟動(dòng)按鈕，出料電磁閥通電，氣缸打開(kāi)出料閘板，成品倉(cāng)內(nèi)的水泥灌入包裝袋，使稱重桿逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，扭矩傳感器的壓縮檢測(cè)信號(hào)增大。當(dāng)傳感器檢測(cè)到的電壓信號(hào)等于稱重設(shè)定值時(shí)，控制裝置關(guān)閉快門，推桿電磁閥和氣缸延時(shí)后執(zhí)行推袋動(dòng)作，復(fù)位后一次完成水泥稱重包裝過(guò)程。

水泥包裝機(jī)控制裝置改造方案。
原有的微機(jī)控制系統(tǒng)由Z80微處理器為核心，小容量存儲(chǔ)器、多個(gè)并行接口、串行接口、定時(shí)計(jì)數(shù)器等集成電路組成，輔以信號(hào)處理、運(yùn)算放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、20個(gè)機(jī)械鍵盤、8個(gè)LED數(shù)碼管等。其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件多，體積大，故障率高，可靠性差，操作復(fù)雜，且只有數(shù)字顯示，已應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域
技術(shù)改造方案是:原工藝設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)儀表全部保持完好，用體積小、性價(jià)比高的可編程控制器s7-200系列代替原Z80微機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配置見(jiàn)圖2。

1)上位機(jī)為CPU224模塊，包含14路輸入、10路輸出和24路數(shù)字I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊和1個(gè)Rs485通信/編程端口。在該系統(tǒng)中，只有四個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)DI0-DI3連接到噴嘴1-4的啟動(dòng)按鈕，八個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)D00-D07分別控制噴嘴1-4的出料和推桿電磁閥。
2)一個(gè)模擬擴(kuò)展模塊em231——4個(gè)模擬輸入，模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間<250s，分辨率12位，轉(zhuǎn)換精度0.025%。該系統(tǒng)使用這四個(gè)模擬輸入MA+、MA-MD+和MD-來(lái)接收1-4號(hào)扭矩傳感器的放大電壓信號(hào)。
3)3)TD200文字顯示器為L(zhǎng)CD鍍膜鍵盤結(jié)構(gòu)，內(nèi)置國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)，最多可顯示80條信息，可在線修改工藝參數(shù)。8個(gè)可編程功能鍵可在測(cè)試期間用作設(shè)置和診斷，也可在運(yùn)行期間用作控制。連接到主機(jī)時(shí)，可以通過(guò)PC/PPI電纜連接到CPU224模塊的PPI接口。文本顯示提供數(shù)字和漢字顯示以及稱重包裝的控制管理信息。
4)另外需要自制信號(hào)放大板，將四個(gè)扭矩傳感器檢測(cè)到的重量mV信號(hào)放大到模擬擴(kuò)展模塊的輸入范圍(如0~2.5V)。
以上配置可以完成2臺(tái)雙噴嘴水泥包裝機(jī)的檢測(cè)、稱重控制和信息顯示功能，即4路(1號(hào)~4號(hào))。必要時(shí)還可以通過(guò)通訊電纜與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的管理自動(dòng)化。
水泥包裝機(jī)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。
S7-200系列小型PLC采用基于Windows平臺(tái)的32位編程軟件包sTEP-7-Micro/WIN，可通過(guò)三種方式編程:語(yǔ)句表(sTL)、梯形圖(LAD)或功能塊(FBD)。一般由一個(gè)主程序調(diào)用其他子程序或中斷程序來(lái)完成，程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了。工廠用語(yǔ)句表形式編譯程序。圖3是系統(tǒng)的主要程序框圖。
用可編程控制器改造水泥包裝機(jī)的優(yōu)勢(shì)。

1)抗干擾性能優(yōu)異，PLC具有I/M點(diǎn)狀態(tài)同步顯示，可直觀判斷PLC所有外部電氣元件的運(yùn)行狀態(tài)，并以中文顯示報(bào)警和故障信息，大大縮短平均維護(hù)時(shí)間。
2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)展，通信能力強(qiáng)。如果是6路或更多路生產(chǎn)線，只需增加相應(yīng)的擴(kuò)展模塊；S7-200可以通過(guò)三種方式與多臺(tái)主機(jī)、顯示器和上位機(jī)形成通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
3)PLC指令豐富，功能強(qiáng)大，但編程操作非常簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。比如稱重設(shè)定值和推包前后的延遲時(shí)間可以通過(guò)中文顯示在線調(diào)試；而且以后的維護(hù)、程序修改甚至擴(kuò)展都很容易被現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員掌握。
4)td200文本顯示提供優(yōu)秀的人機(jī)界面。
5)體積小、重量輕、安裝方便(嵌入式或壁掛式)；實(shí)時(shí)性好，精度高，稱重精度可達(dá)50N0.2OP..
6)S7-200小型PLC控制系統(tǒng)才1萬(wàn)元左右。

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深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長(zhǎng)。卓禾儀器有十?dāng)?shù)年的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)內(nèi)有良好的口碑，且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對(duì)我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。