西門子PLC卡件6ES7211-0AA23-0XB0

控制系統(tǒng)主要功能

    西門子S7-200系列PLC是西門子公司為用戶解決中小型自動化控制的主力產(chǎn)品。它具有運算速度快、功能齊全、性能可靠、可靈活組合等特點，在的中小型自動化控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。以下重點介紹S7-200系列PLC在旋挖鉆機上的應(yīng)用。

    1、雙向高速計數(shù)信號檢測

    S7-214CPU模塊具有多路高速計數(shù)輸入檢測端口，可靈活設(shè)計實現(xiàn)多路單向、雙向計數(shù)信號的檢測。在旋挖鉆機上應(yīng)用其雙向高速計數(shù)功能實現(xiàn)了上車回轉(zhuǎn)角度檢測、鉆頭鉆孔深度檢測。

    旋挖鉆機上車部分為液壓驅(qū)動的獨立旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在設(shè)計中采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測其轉(zhuǎn)動角度，通過對編碼器A、B兩路脈沖信號的檢測，PLC的雙向高速計數(shù)輸入端可準確計算出旋挖鉆機上車的相對角度（0-360O）變化值。

    同時PLC的復(fù)位信號輸入端檢測編碼器的C相信號，在上車每次回轉(zhuǎn)至編碼器的一固定位置時將高速計數(shù)器內(nèi)變量清零，可消除各種原因造成的計數(shù)誤差，保證計數(shù)的準確性。

    鉆頭鉆孔深度檢測的原理與上車回轉(zhuǎn)角度檢測基本相同，但復(fù)位信號采用按鈕輸入，由操作人員根據(jù)情況校準鉆頭深度零位值。在檢測運算中計數(shù)值為鉆頭深度變化值。

    2、左右控制手柄多路按鈕信號的檢測

    旋挖鉆機的控制主要通過駕駛座椅左右兩個控制手柄的多個按鈕控制實現(xiàn)，通過對PLC的指令編程，可轉(zhuǎn)換實現(xiàn)按鈕信號的上升沿、下降沿、延時控制等多種邏輯功能。

    3、外部傳感信號的檢測

    西門子S7-200系列PLC輸入信號檢測采用光耦隔離電流信號檢測，可隔離輸入信號線上因各種原因引起的非正常電氣信號，電流信號檢測方式可有效防止外部強干擾對正常信號的檢測。同時各輸入端輸入信號的濾波時間可根據(jù)需要分別設(shè)置。

    旋挖鉆機各機構(gòu)動作頻繁、控制復(fù)雜，在使用中容易因誤操作造成設(shè)備損壞。在設(shè)計中對各機構(gòu)關(guān)鍵部位均安裝了外部傳感裝置檢測其狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時PLC將通過外部傳感裝置信號控制相應(yīng)機構(gòu)立即保護動作，保護人身和設(shè)備安全。

    4、實現(xiàn)對液壓執(zhí)行機構(gòu)的控制

    西門子S7-200系列PLC的繼電輸出模塊可直接控制液壓系統(tǒng)的直流電磁線圈，只需在電磁線圈兩端并接外部抑制二極管，可較好的保護并延長內(nèi)部繼電器觸點的使用壽命。

5、與PROFACE的GP系列液晶觸摸屏通訊實現(xiàn)方便、直觀的人機界面對話顯示。

利用214CPU模塊上的485通訊接口與PROFACE的GP系列液晶觸摸屏通訊，將PLC檢測計算的旋挖鉆機各參數(shù)直觀的顯示在觸摸屏上，同時可直接通過觸摸屏實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制和調(diào)試。

    plc在中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機的應(yīng)用中，能很好的實現(xiàn)所需的各種功能，以下為總結(jié)的設(shè)計體會。

    直流供電型PLC可正常工作在DC20.4V-28.8V的標稱值內(nèi)，實際應(yīng)用中可滿足旋挖鉆機DC24V的供電環(huán)境下，并能承受點火及作業(yè)過程中的各種干擾，非常適合工程機械的柴油發(fā)動機24V電源環(huán)境；豐富的高速計數(shù)端口適合與各種傳感裝置匹配進行信號檢測；CPU模塊內(nèi)部集成的PPI通訊接口可實現(xiàn)多種方式的數(shù)據(jù)通訊，與多種觸摸屏端口方便的實現(xiàn)通訊傳輸

（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求

a ．被控對象就是受控的機械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。

（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點

分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC 程序設(shè)計，同時可進行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。

（ 5 ）設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計出梯形圖即編程。這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的**核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進行軟件測試

程序輸入 PLC 后，應(yīng)**行測試工作。因為在程序設(shè)計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。

（ 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可**行分段調(diào)試，然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。

（ 9 ）編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。