1 引言

物料包裝輸送系統(tǒng)的工作環(huán)境通常比較惡劣,設(shè)備所處環(huán)境一般粉塵較大，空氣相對濕度高，操作分散，所以對輸送包裝控制系統(tǒng)工作的安全性、可靠性、維護(hù)簡便性要求較高。以前，電器控制系統(tǒng)中大多使用分立的繼電器，接觸器等電器元件作為控制元件，其控制系統(tǒng)復(fù)雜，操作難度大，并且安裝接線工作量大、修改控制策略難,維護(hù)量大，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。因此，物料輸送控制系統(tǒng)成了制約生產(chǎn)的瓶頸。而采用可靠性較高的PLC及其WINCC監(jiān)控軟件[1]組成的控制系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集、控制回路、自動(dòng)順序操作和運(yùn)算的主要設(shè)備。實(shí)現(xiàn)包裝系統(tǒng)的皮帶過程控制和輸送工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)測、自動(dòng)控制和系統(tǒng)運(yùn)行診斷，滿足了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求。

2 系統(tǒng)介紹

包裝輸送控制系統(tǒng)分為散庫和包裝庫兩組。散庫主要存儲不需要包裝的散料，包裝庫進(jìn)行成品包裝。主要包括：1#～8#線、A線（9#、15#、16#）、B線（10#、19#、20#）、C線（11#、17#）、D線（12#、

18#）、E線（13#、21#）、F線（14#、22#）。各線工藝流程如圖1所示。在該工藝流程中，除了要考慮各皮帶內(nèi)部按順序啟動(dòng)停止以及皮帶的打滑、跑偏等問題外，還必須考慮相關(guān)配套設(shè)備。系統(tǒng)主要包括數(shù)字量輸入67路，模擬量輸入16路，數(shù)字量輸出52路；需要控制的過程有各皮帶的啟動(dòng)、停車和安全運(yùn)行，各料槽的選擇和設(shè)備故障時(shí)的處理。

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2 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1硬件配置

根據(jù)設(shè)備及工藝要求，包裝輸送系統(tǒng)采用上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)使用兩臺PC機(jī)：一臺作為操作站實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)檢測；另一臺作為工程師站完成組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)、PLC程序的開發(fā)以及將軟件通過PROFIBUS[2]總線傳送至PLC的CPU單元。下位機(jī)采用功能強(qiáng)大、可靠性高、維護(hù)方便且抗干擾能力強(qiáng)的可編程控制器西門子S7-300系列PLC完成對設(shè)備的控制功能，且下位機(jī) 分為兩個(gè)機(jī)架分別放置于包裝庫和散庫。散庫機(jī)架與包裝室機(jī)架的S7-300構(gòu)成PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)配置如圖2所示,其具體組成如下。

(1) 中央控制單元

中央控制單元選用 CPU315-2DP[3]作為PLC的核心部件，進(jìn)行邏輯和數(shù)字運(yùn)算，協(xié)調(diào)整個(gè)控制系統(tǒng)各部分的工作。

(2) 電源單元

電源單元采用1：1隔離變壓器進(jìn)行對PLC的220V交流開關(guān)量輸入卡件進(jìn)行供電，采用SITOP電源對PLC的24V開關(guān)量輸出卡件供電。自帶的PS-307/5A直流電源對CPU和部分卡件進(jìn)行供電。

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