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

水泥包裝機控制裝置改造方案。
原有的微機控制系統(tǒng)由Z80微處理器為核心，小容量存儲器、多個并行接口、串行接口、定時計數(shù)器等集成電路組成，輔以信號處理、運算放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、20個機械鍵盤、8個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)場儀表全部保持完好，用體積小、性價比高的可編程控制器s7-200系列代替原Z80微機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配置見圖2。

1)上位機為CPU224模塊，包含14路輸入、10路輸出和24路數(shù)字I/O點，可連接7個擴展模塊和1個Rs485通信/編程端口。在該系統(tǒng)中，只有四個數(shù)字輸入點DI0-DI3連接到噴嘴1-4的啟動按鈕，八個數(shù)字輸出點D00-D07分別控制噴嘴1-4的出料和推桿電磁閥。
2)一個模擬擴展模塊em231——4個模擬輸入，模數(shù)轉(zhuǎn)換時間<250s，分辨率12位，轉(zhuǎn)換精度0.025%。該系統(tǒng)使用這四個模擬輸入MA+、MA-MD+和MD-來接收1-4號扭矩傳感器的放大電壓信號。
3)3)TD200文字顯示器為LCD鍍膜鍵盤結(jié)構(gòu)，內(nèi)置國標漢字庫，最多可顯示80條信息，可在線修改工藝參數(shù)。8個可編程功能鍵可在測試期間用作設(shè)置和診斷，也可在運行期間用作控制。連接到主機時，可以通過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)另外需要自制信號放大板，將四個扭矩傳感器檢測到的重量mV信號放大到模擬擴展模塊的輸入范圍(如0~2.5V)。
以上配置可以完成2臺雙噴嘴水泥包裝機的檢測、稱重控制和信息顯示功能，即4路(1號~4號)。必要時還可以通過通訊電纜與上位機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的管理自動化。
水泥包裝機控制系統(tǒng)的程序設(shè)計。
S7-200系列小型PLC采用基于Windows平臺的32位編程軟件包sTEP-7-Micro/WIN，可通過三種方式編程:語句表(sTL)、梯形圖(LAD)或功能塊(FBD)。一般由一個主程序調(diào)用其他子程序或中斷程序來完成，程序結(jié)構(gòu)簡單明了。工廠用語句表形式編譯程序。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的優(yōu)勢。

1)抗干擾性能優(yōu)異，PLC具有I/M點狀態(tài)同步顯示，可直觀判斷PLC所有外部電氣元件的運行狀態(tài)，并以中文顯示報警和故障信息，大大縮短平均維護時間。
2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，易于擴展，通信能力強。如果是6路或更多路生產(chǎn)線，只需增加相應(yīng)的擴展模塊；S7-200可以通過三種方式與多臺主機、顯示器和上位機形成通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
3)PLC指令豐富，功能強大，但編程操作非常簡單，開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。比如稱重設(shè)定值和推包前后的延遲時間可以通過中文顯示在線調(diào)試；而且以后的維護、程序修改甚至擴展都很容易被現(xiàn)場技術(shù)人員掌握。
4)td200文本顯示提供優(yōu)秀的人機界面。
5)體積小、重量輕、安裝方便(嵌入式或壁掛式)；實時性好，精度高，稱重精度可達50N0.2OP..
6)S7-200小型PLC控制系統(tǒng)才1萬元左右。

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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。卓禾儀器有十?dāng)?shù)年的現(xiàn)場校驗經(jīng)驗，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)品使用過程中遇到的技術(shù)問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。