西门子S7-200 CN PLC在高速铜钉机上的应用

本公司是一家外商独资的碱性电池生产厂家，其中负极使用的铜钉为德国Jouhsen-Bundgens公司生产MJ 0520型高速高精度铜钉机（Precision-Wire Forming Machine ）生产。其使用的可编程控制器为西门子S7-200的226系列PLC，型号有6ES7 216-2AD23-0XB0 和 6ES7 216-2AD22-0XB0，并配有输入/输出模块EM223 和 EM 221数字量输入模块，并连接有西门子的SIMATIC HMI OP3型可编程操作面板作为人机控制接口。 该机可加工成型0.2-2.3mm直径，长度在2.5-50mm的铜钉，设计生产能力为150至700ppm，目前运行速度约在600ppm。 电气硬件组成方面包括：西门子S7-200的226系列PLC， SIMATIC HMI OP3型可编程操作面板，按钮开关操控面板，Altivar11型变频器，PEA电机，WALTHER FLENDER电机，RNA ESR2000型振动控制器，FESTO电磁阀等。其外观和部分电器控制组成如下图所示： 图1：设备及各控制部分组成 PLC控制方面： PLC控制功能及信号分布可分为如下几块，如下框图所示 图2：PLC控制功能及信号分布 实际I/O点接线图如下所示： 图3：实际I/O点接线一 图4：实际I/O点接线二 PLC控制程序及功能说明： PLC程序由主程序和七段子程序构成，主程序在通电启动后直接调用各功能子程序，机器的运行和各功能控制由各子程序完成。各子程序段功能说明见下表。由于子程序按照功能分开后相对较简单，编程也不是很复杂。 Main主程序 SBR0 故障错误子程序 处理各种故障及错误信息检知 SBR1 润滑控制子程序 主动轮，计数检测机构，以及加工治具的润滑控制程序 SBR2 旋转收料盘控制子程序 负责收料转盘的料位检知，旋转控制 SBR3 主驱动器，拉直机构，进料机构控制子程序 负责主驱动器的启动，高低速，点动，自动控制，以及拉直机构，进料机构等的启动，停止控制 SBR4 计数器子程序 负责生产计数控制，包括数率，产量等，可由OP3控制面板设定参数，并为其他程序提供计数启动条件 SBR5 转速控制子程序 计算旋转速度，为其他程序段提供关联条件 SBR6 显示及报警灯子程序 处理OP3控制面板设备，故障等信息显示，以及报警灯控制 SBR7 鼓风机控制子程序 负责鼓风机累计计时，控制等 PLC与HMI： 该设备需要通过人机界面对设备运行的相关参数进行简单的设置，例如运行速度，润滑喷油频率，收料转台每隔仓装料数量等；同时，还需要能够显示简短的报警故障显示和一定数据显示，如每班产量，更换模具的时间统计等。 由于显示和要求输入的参数有限，功能要求不高，所以如果采用较高端的人机界面产品成本就会很高。而该设备采用西门子相配套的SIMATIC HMI OP3型可编程文本显示操作面板，直接与SIEMENS S7-200 PLC的PORT1端口连接，相关设定和程序编写都变得相对很简单，要显示的文本信息和对应的参数地址直接在OP3中编辑设定好，PLC程序中直接调用相关地址参数即可，方便实用且性能可靠。 下面一两段程序作简单说明： 1）润滑油喷出频率设定程序： 润滑油频率控制程序部分， 程序中直接在OP3中设定参数后与计数器值进行比较，输出喷油润滑A_04，由设定参数控制喷油频率。 2）设备状态显示程序： 部分设备状态显示程序，各状态地址对应于OP3中预先编写的文本信息，状态成立时输出显示。 总体评价： 由于该设备生产速度很高，模具生产时产生温度也很高，对于设备安全，模具保护等方面电气控制要求较高，而相对于动作控制方面并不是很复杂。而西门子S7-200 226系列PLC其可靠的性能很好的满足了该控制要求，而且其可扩展性对于后续设备的改造和功能升级留有足够空间，同时其与OP3的配套使用，不仅降低了人机控制成本，而且使编程和人员操作都变得非常简便。