烟用丝束生产线自控系统的PLC程序设计.pdf

2074.14
设计与研发
烟用丝束生产线自控系统的PLG程序设计
宋庆庆蒋瑞
(1.河海大学,江苏南京,21110;:2.青岛农业大学,山东青岛,266109)
摘要:木文介绍了一个烟用丝束生产线的自动控制系统的下位机程序设计。本方案采用的是西门子S7系列4125H双冗余
CPU,该控制器能够实现主备CPU在出现故障时实时切换。通讯采用的是 PRO BUS-DP主从站通讯网络方式,以控制器作为主
,每个集成模块配T200作为子站。使用 SIMATIC Manager STEP7v5.5ISP2作为程序的编程软件
关键词:?用丝束:PIC;通讯:自动控制
The design of PLC program for the automatic control system of a
cigarette tow production line
Song Qingg ing, Jiang lairt
(1. llohai University, Nan jing, 21 1100: 2. Qingdao Agriculture University, Shandong Qingdao, 266109, China)
Abstract: This paper introduces the design of Iower machinc program of an automatic control systcm of a
cigarette Low produc tion line. The program uses 412-5li dual redundant as system CPU Trom Siemens S7 series
the controller can achieve real-time switching in case of Tailure Comunication system uses PROFIBUS
DP master and slave network approach. the systcm takc the control Icr as a mastor stat ion, integrated modul c
ET200 as sub-slalions use SIMATIC Manager STEP7V5.5+SP2 as the programming sottware
Keywords: Ci garett tow PIC Comminication: Automat ic control
的沟通桥梁。木设计中中的DP从站是由9个ET-200模块利1个
20世纪50年代过滤嘴香烟开始有其维形,因为滤嘴带有的DP/PA通讯模块和6个M1410变频器组成。系统框架如图1所示
卫生条件优越性和截留香烟中焦油杂质的优点,很快便在市场上2硬件选择
站稳脚龈并蓬勃发展开米。因为烟用丝束需求膨胀和产品价格居
高不下,以及丝束生产工艺的繁复性,这就对生产过程的质量控
CPUI
CPU2
制带米了相当的难度。而且生产过程中涉及众多的高温反应和化
学物质的复杂性,保障生产的安全性对厂家而言是一个巨大的挑
战。而现代工厂的生产节奏和效率高低都跟电器的控制系统有着
ET200…DPPA模块「…「MM440
密切联系,自动化程度越高,生产效率越高,才能达到高产高效的
结果。所以说,自控系统基础设计的好坏将直按关系到质量控制
图1控制系统框架图
和风险控制的成败。
由于系统设计伊始厂家就提出了冗余的要求,再加上系统中
的信号点数非常之多,这就要求系统的控制器具有冗余性和大型
系统的总体设计
这样的性能。在考虑了系统运行稳定性和维修与扩展的便捷性的
本生产线是在半成品二醋酸纤维的基础上,进行再加工再生基础上,我们选择了西门子的S7-400系列的12-控制器。在确
产最终得到烟用丝束成品。生产线主要分为三个部分:浆液制备定了硬件的核心器件CPU之后,我们依附于此选择了其余配套的
区、纺丝区和丙阑溶剂回收区。系统在正常运行时只有主CPU发硬件设各,机架选择的是专门为400H系列C所使用的UR2H
出控制命令,而备用CPU检测主CPU状态利记录主CPU发出的命型机架。使用:200作为集成模块,输入输出模块采用的是S7
令。通过集成模块ET200米实现现场分布式I/0模块信号的采集300系列的模块,这样的方案设计主要是考虑到系统的设计成本
和整合。然后使用1M153-2通讯模块作为CPU与集成模块之间和维护的便捷性。系统的硬件配置如表1所示。
甲壬测试
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设计与研发
2014.14
名称
型号
数量
的FB41功能块被称为连续控制的PID功能块,是西门子S7400
基板
UR2-H
中用于控制连续变化的模拟量的PID控制模块
集成模块ET20N
3.4模拟量信号处理程序
数字?輪入模块DI32xDC
849
在程序中,针对不同的模拟量采用了三种不同的处理方式
数字量输出模块D016xDC24V
模拟量输入模块AI8Xrtd
其中温度的处理采用的是西门子对PT100信号处理的专用模块
模拟量输岀模块A04x12Bit
SM31,依据该模块的工作原理编制了温度处理模块IC199,调用
表1系统硬件配置
非常简便。而对于系统中所涉及的电流、液位、压力、蒸汽流量和
软件设计
风量儿种模拟星设计中是编制了专门的处理功能块FC200,在每
个设备和工艺部位模拟量进行数据处理时分别调用。由于系统中
3.1编程语言
回收丙材料的特姝性利对于总流量的统计要求我们在S7400
根据现有的工业标准,PLC的几种语言有:功能模块语言
编程软件提供的系统功能块FC105。三种处理方式的功能块分别
(FBD)、指令表语言(1い)结构化文本语言(ST)、梯形图语言(1》)、如图2、3、4所示
顺序功能流程图语言(SFC)。本方案中主要采用了梯形图和结构
化文本语言所以下面着重介绍一下这两种语言,其中梯形图语言
1
来与电气操作原理图相对应,二者其图形化的界面更容易被电
PIVX- IN OUT上 STEMP1
ETEMPL-IN OUT 8TEMP2
气设计人员所理解。结构化文木语言主要应用于大中型的PLC编
程序2:标题
程中,在组建方式上基于形成结构性,外在形式上类似于高级语
3.2系统模块添加
CHICH
OTHNP3
S7400所固有的一些系统模块能够对该类故障进行自诊断
EHIGH-INI OUT -8TEMP3
并且在故障发生时自动进行停机处理,这样既能起到故障的及时
9LOV -IN2
排除,又能够保证系统的有效持续的运行,程序中添加的系统模
2
块有:OB70、OB72、OB81、O380、OD85、OB87、0B88、OB21、
tTiG2?IW1UrT4
:TEMP4-IN1 OUT TEG
0B⊥22、OB100
3PID控制
程序段d:标题
PID的控制原理是利用比例、积分、微分三项计算出控制量
米进行控制的闭环控制系统。木方案中的PID控制一共有33个,
涉及到系统中的部分流量、压力、温度等模拟量的调节控制。采用
TE6NT就
correctio