摘要: 本文主要介绍卷烟厂制丝车间梗预处理的电控系统设计,系统采用PLC 作为控制核心, STEP7-300 软件进行下位机的软件程序设计,基于WINNCC 对系统进行模拟仿真,完成S7-300 与WINNCC 间的通讯。整个系统控制精度高,可靠性好。
关键词: STEP7-300; 控制核心; 通讯

引言
烟梗预处理指从打叶风分出来的梗到切梗丝之间各道工艺过程, 烟梗预胀包括润梗、蒸梗、贮梗过程。在预处理中关
键工序是预胀, 洗梗工艺是利用恒温循环水对打后烟梗进行在线处理。设备的波纹状槽底便于水在一定流速下形成波纹以冲击烟梗,使烟梗在水槽中连续翻滚而得以充分清洗;同时,一些金属石块等杂物沉入槽底。此外,由于烟梗温度和水份的增加,还可以使其柔软性、可塑性和耐加工性得到提高, 从而满足形变(压梗和切梗丝)的工艺要求,减少烟梗在形变过程中的碎损。由此可见,水洗梗对提高烟丝的质量有着重要的意义。
1 系统简介
系统简介主要是对水洗梗处理系统流程图,系统的组成、功能控制要求进行介绍。如下:
1.1 系统工艺流程图


图1
1.2 系统组成
本系统有:(1)进料控制系统(2)出料控制系统(3)水位、温度控制系统组成。
(1)进料系统包括:风机,下料机,进料输送带,进料行车,光电检测器,接近开关。
(2)出料系统包括:底带,提升带,钉耙,电子皮带秤,输送带,振槽,光电检测器。
(3)水位、温度控制系统组成:水洗池,水位探测器,温度控制器进水阀门,加热阀门。
1.3 系统功能及控制要求
进料部分:当满足启动条件即水池水位达到30 厘米,水温达到60 摄氏度后, 按下PLC 启动按钮10 秒钟后, 系统开始工
作。物料从进料口被风机吸起,到下料仓后由下料机下到进料输送带上。光电探测器B8、B9,接近开关S1、S2、S3、S4,进料输送带和行车配合起来进行布料。

出料部分:物料布到底带上,由光电探测器B4 对其进行控制。当B4 探测到物料时,底带停止运行,直至B4 探测不到物料
为止。之后提升带把物料运到电子秤上进行秤重,由光电探测器B5、B6 对提升带进行控制。当B5 或B6 探测到物料时,提升带分别在2 秒钟、4 秒钟后停止工作。电子秤由光电探测器B7 进行控制。当光电探测器B7 检测到物料同时输送带电机M9 工作时,电子秤输送带电机才在2 秒钟后工作;正常工作时如果光电探测器B7 检测不到物料,则电子秤延时1 分钟后停止工作。
过后由输送带和振槽传送至水槽里面进行洗梗。洗梗完毕再由网带和振槽输送至下一个环节。
2 设计方案
2.1 系统硬件配置
系统硬件配置部分主要分为三大部分:将系统分为几个DP站并对每个DP 站的输入、输出点数进行统计;硬件组态;地址
分配。
2.1.1 DP 站的划分
在现场控制中, 不是只用了一个主站来直接控制所有的电机,而是分成了几个从站,每个从站包括几个电机,从站又与总站之间进行通信,这样有利于现场的控制与维修,而且使线路简介化,节省材料。
本次设计中,共分了4 个DP 从站,分别是DP3、DP4、DP5、DP6, 由于PLC 中地址0 李景: 硕士为编程口,1 为WINCC 地址,2 为CPU地址,所以这里的DP 从站从DP3 开始。
DP3 包括:电机M1、M2、M3、M4,光电管B8、B9;接近开关S1、S2、S3、S4。
DP4 包括:电机M5、M6、M7、M8,光电管B1、B2、B3、B4、B5、B6。
DP5 包括:电机M9、M10、M11、M12 电磁阀Y1、Y2、T1、H2
DP6 包括:电机M13、M14、M15,接近开关S5、S6、S7、S8 电磁阀B10、B11。
2.1.2 硬件组态
首先建立一个工程, 在新建的工程里插入一个新的对象SIMATIC 300 站点,双击硬件,进入硬件组态画面。根据硬件实物插入模块。设置DP 站的属性,在PROFIBUS 属性中新建子网连接。在PROFIBUS 总线上挂上6 个DP 从站,地址从3 到8,均选用ET 200S 中的IM151-1 标准型。从站DP4 中插入的模块与DP3 中的大致相同,不同的地方有:DP4 中的电机均为单向电机,故负载馈电器插槽中均为DS。从站DP5、DP6 与前面的DP4从站中插入的模块相似。


图2
2.2 地址分配
地址分配的目的在于给每个输入、输出点分配一个地址。在地址分配时按照每个模块的地址范围进行地址分配。以DP3 为例, 电机M1 的输入点有本地开关I2.0 和本地按钮I2.1,输出有指示灯Q2.1。M1 为单向电机,它的负载馈电器
DS 的输入地址范围是I4.0~I4.3,其中I4.0 表示的是正向运行的接触器辅助,I4.2 表示的是空开辅助; 它的输出地址范围是Q3.0~Q3.3,其中Q3.0 为正向运行的输出。
2.3 程序设计
2.3.1 FC10 报警功能块
报警功能块的作用是当电机出现过流故障或者本地故障时,自动切断电机,并发出警报,通知相关人员来维修,显示出故
障的类型,便于维修人员的处理。
2.3.2 FC11 电机启动功能块
电机启动功能块的作用有2 个,(1)实现电机的延时启动(2)产生2 个脉冲波,一个周期为1 秒,一个周期为2 秒,前者可以实现电机的顺序启动,后者实现警笛报警。
2.3.3 FC12 电机控制功能块
电机控制功能块的作用是实现各电机的逻辑功能, 实现生产线的正常运行。
生产线的启动流程如下:
(1)进料部分:M12 ——网带M11—— 水泵M10 振槽——M9 输送带、M8 传输带、M6 钉耙——M7 提升带——M5 底带
(2)出料部分:M4 行车、M3 进料传输带——M2 下料机、M1 风机
(3)贮料部分:M13 振槽——M14 行车、M15 传输带
在生产线启动之前,如果想自动运行,就把进料和出料都打到自动档。当满足启动条件后,按下启动按钮,十秒钟后,生产线就会顺序启动,每台电机间隔1 秒钟,这样不至于所有电机一起启动时电流很大,对系统的冲击过大;如果因某种原因想停止某台电机时,按下本地辅助按钮即可;按停止按钮时所有电机立即停止。如果想手动运行的话,就把进料和出料都打到手动档,再通过每台电机的本地开关按钮和本地辅助对每台电机分别启动和停止。下面对各个电机功能实现进行程序设计。

M1 电机: 该电机的功能是把物料从进料口吸到下料仓,并把一些灰尘和杂质除去。


图3
电机M1 的自动运行要求选择了自动运行状态,有“延时启动”信号,M1 的辅助信号(M1 故障)为非(也就是说电机M1 没有本地或者过流故障),电机M2 已经运行,遇到脉冲波的高电平;电机M1 的手动运行要求选择了手动运行状态,电机M1 没有出现本地或者过流的故障,按下“M1 按钮”。如果以上的要求不符合,那么电机将停止运行。当光电管B2 探测到物料时,表明堆积的物料太多了,要求M1 停止运行。
M2 电机:M2 电机就是下料机,其功能就是把从下料口吸上来的物料下到进料输送带上。
M2 电机的启动要求跟M1 类似, 不同的地方就在于M3 电机是双向电机,在M2 启动前要保证M3 电机已经启动,正向反
向均可。
M3、M4 电机:这2 个电机为传输带电机和布料行车电机,M3 电机:满足启动条件后,正向布料时,如果接近开关S1 或
者S2 被行车压下且光电探测器B8 检测到物料说明