基于西门子PLC S7-200与变频器在保温辊床中的应用

P变频器 算机——基于西门子 P C s 2 0与变频器在保温辊床中的应用 I C 计 L 7— 0

机床电器 2 1. 011

基于西门子 P C S L 7—2 0 0

与变频器在保温辊床中的应用姜义 (海市技术学院，6 2 0威 24 0 )

摘要：本文主要介绍了用 P C和变频器的控制，少故障率并实现电动机的软启动， L减替代设备原来用继电器控制电机正反转的过程。

关键词：可编程序控制器；变频器；保温辊床中图分类号：M 7 . 1T 23 T 5 16;S 4文献标识码： B文章编号：04— 4 0 2 1 ) 1 0 3 10 0 2 (0 1【— 03—0 ) 2

0引言 P C在集散自动化系统中，充分发挥其强大功 L为能，使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。在利用变频器构成自动控制系统进行控制时，多情况下是采用 P C和变频器相互配合很 L使用。

l设备状况及工作过程分析 1 1设备状况分析 .保温辊床主要用于糖料搓滚成锥形体送入拉条机，是糖果机械化成形前的必备配套设备。某糖果厂

图 1继电控制线路图

其工作过程为正转一停止一反转一止一正转，停 不断循环搓滚糖料，求循环过程中正转和反转的时要问相同，停止的时间也相同。K。K 来调整电动 T、T用机的正转和反转停止时间， T、 T K K用来调整电动机的正转和反转时问。一般电动机转动时间调整范围为3 ~ 0S停止时间 5S 0S 6,。

有两台已使用多年的保温辊床，电气部分老化，但机械部分状况仍能保持正常使用。电气由恒温加热系统和动力控制系统两部分组成。恒温加热系统用于对糖料

的加热保温。动力控制系统用于控制一台三相异步电动机正反转并通过变速传动机构带动一对锥形辊对糖料进行反复搓滚。恒温加热系统与电动机控制系统相互独立，障主要发生在电动机控制系统。现象为生故产过程中开启恒温加热时生产的糖果外层花纹大多发生扭曲，品报废。不开恒温加热则基本没有此现象。产

2改造方法及原理 综合考虑辊床的生产状况要求和设备情况，电将动机的控制电路改为用 P C加变频器控制。P C选用 L L西门

子的 S 7—2 0系列 C U 2 E 72 2—1 B 3— 0 P 2 26 S 1 B2

究其原因，主要是开启加热时糖料外层受热变得太软， 由于对糖料正反搓滚时糖料惯性的作用，层与内层外

0B, X 8变频器选用森兰 B 4 T 0系列 B 4 SK .。 T 0 WT5 5

用 P C的定时器来代替 K K, K K 4这 4 L T、T、 T、 T

运动不一致，糖果花纹发生扭醢。降低加热温度以使减少搓滚糖料的时间对提高工作效率效果又不太明显，所以一直不常使用。辊床对电机的控制是用 4个

个晶体管时间继电器。对于开启加热造成产品质量无法保证的问题，变频器的软启动功能以减小电机启用

动时对糖料的惯性冲击来加以改善。变频器的启动加速时间设为 1, 0S停机设为自由停止就基本能满足生产需要。

J2 S0系列的晶体管时间继电器实现自动定时正反转，控制线较多，出现故障不易查找。

12辊床电动机工作过程分析 .继电器控制线路图如图 1所示。

2 1控制线路硬件连接 .P C的 IO分配如表 1 L/。一 —

机床电器 2 1 . 0 11表 1 P C的 IO分配表 L/

P C L变频器 计算机——基于西门子 P C S 20与变频器在保温辊床的应用 L 7— 0

P C控制接线线路图如图 2所示。 L0

P C的输入侧： L按钮 s。s:于控制变频器的 B、B用切断与接通电源，B用于控制辊床的电机停止工作， s s s s 于启动辊床电机工作分别为 3 挡、 B、B、B用 0S 4挡、0s。1. 5s 6 挡 0 2用于接收变频器的跳闸信号。 P C的输出侧： o 0与 K的线圈相接，o 1与 L Q. M Q.变频器的正转端 F WD相接， O 2与变频器的反转端 Q.

‰

S, BS 2 B

l. (1】1 O.

切断变频器接通变频器

Q . K Oo M

接触器线圈

O

Q . F 变频器正转端 O 1 WD

3 A~3C I.变频器故障信号 Q . R V变频器反转端 O 0 O2 o2 ES3 BSB

1. 071 0.

电机停止电机运行 3 0s电机运行 4 5s

4

S5 B

1. 05

S6 B

I. O6

电机运行 6

0s

R V相接， E其动作受 s S: B、B控制。

一

络他∞蛎>他>他>。

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~K M3 30 0A B 30 C r] — l l l l l l I

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G L 1 l7.0I 212.0l 上+ 1 16 o N01 10N『 1 0I I . .0 .1]: M .O1 1 P LC

j 5V G R D 1X X C W V FN EF X 2 3 M士l1N V R D VW Ll l

l. o IL o I o 2 LQ 1 . l o l l. l 0 L 3 2o

R P2 2工作程序分析 . P C控制程序梯形图如图 3所示。 L题

~ 21 2I 0 V图 2 P C控制接线路图 L

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动机在 3、5s6 任何一个挡位运行时都能使 s。 0s4、 s 0 B 无效，防止变频器在电动机运行的情况下切断电源。

发生故障时 3 A、0 0 3 C触点闭合， . I 2置 1使 Q . O, o 0复网络注释释广 r 1 _1 _厂弋 r—

位，O 0输出为 0接触器 K的主触点断开，断变 Q., M切频器电源。

卜 S3 _ )—.

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10.2 1 _I 0 1— 0lM . M R、1 0厂 T_ 1M0 . 4l 0 0 0. M Q 旃 ., Al卜 . ) 1 H r l2

按下 S 1. B, 4置 1通过 M .、 0 2的常闭点、 0, 0 1M .

Q. O0的常开点接通 M ., MO 0的输出为 1并保 O0使 .持，使 M .、 O 2不能动作。M .、 0 2的常闭并 O1M . O 1M .点的作用是当电机工作在 4挡或 6挡时都能使 5S 0S s B无效， O 0不能动作。Q . M. O 0的常开点的作用是

网络 4

1. 1. 00M . 02 01 05 070 00 M. M.— l H .—

)

只有当 Q . o 0的输出为 1变频器接通时按下 S M ., B,O0的输出为 1。防止先接通电动机再接通变频器，免避变频器的损坏。M . O 0输出为 1则接通定时器 7,

Jf1 LI J _网络 51 . 1 . Q . M . M . M . 06 07 00 00 01 02

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T 7开始计时。到达设定值 5 S时 T 7的输出为 1 3 3, Q. O 1的输出为 1变频器的正转端 F, WD接通，电动机

启动正转，同时接通 T 8开始计时。当 T 8的当前值 3 3

大于 3时， Q . 0S使 0 1复位，o 1输出为 0正转端断 Q.,开，电动机停止；同时接通 T 9开始计时。到达设定值 3图 3 P C控制程序梯形图 L

5S T 9的位变为 1 Q .时 3, o 2的输出为 1变频器的反，转端 R V接通， E电动机启动反转；同时接通 T 0开始 4

其工作过程：按下 s:1. B, 0置 1 Q . 0, O 0输出为 1,

接触器 K的主触点闭合，通变频器电源。按下 M接s 1.置 1通过 M .、 0 1 M .闭点使 Q . B, 1 0, 0 0 M .、 0 2常 O0

计时。当 T 0的当前值大于 3 , o 2复位， 0 2 4 0s时 Q . Q .当前位变为 0 T 7复位，3;3 T 7当前位变为 0 O 2复。Q .

复位， o 0输出为 0接触器 K的主触点断开， Q., M切断变频器电源。M .、。、 0 2常闭点的作用是当电 0 0 M0 1 M .一

位使变频器反转端断开，电动机反转停止。T 7复位 3使 T 8 T 9T 0都复位， 3、3、4当前位变为 0 (,下转第 3 6页)

3一 4

机床电器 2 1 1 01

PC L变频器 算机——基于西门子 S计 7—20系列 P C的除湿机控制系统设计 0 L

3软件策略 软件采用模块化编程，主程序中调用各子程序七

更加方便灵活，扩展 E 7 M27模块增加了通信功能，可以方便地进行多台除湿机的远程监控。比之通常单片机控制，系统的可靠性、抗干扰性、通信功能、 MI H等有了很大提高，具有一定的应用价值。经现场使用，各项功能均符合控制要求，集成到 P O I U R FB S现场总线控制系统中运行正常。参考文献：

电执行一次初始化子程序，然后扫描开关量输入，进行功能切换，分别调用“湿”“风”“霜”“除、通、化、停

机”“障判断”“、故、文本显示”“、通信”等子程序。 软件控制流程图如图 3所示。初始化开启高速计数器H C、H C、 HC S0 S3 S4开启T 2

时中断 3定定时器、变量、输 H点赋初值等{

[]杨后川，西门子 s 1等. 7—20 P C应用 10例[ . 0 L 0 M]北京：电子工业出版社，09 20.[]王 2芹， .等可编程控制器技术及应用 (门子 s西 7—20 0

采集数据处理，调故障判断予程序扫描输入，给出相应输出标志位

( J主{ J f ) Y≤匦亟圈①调用文本显示子程序l

系列 ) M]天津：津大学出版社，0 8[ .天 20.

[]罗麦丰， 3陈小祝，西门子 s 2 0系列 P C在配料等. 7— 0 L

生产线上的应用[]微计算机信息，0 7 2 (—1: J. 2 0,3 1 )1—1 06 08.

湿条 j>件满、=\/lY

[]胡佳丽， 4闫宝瑞， s 2 0P C在伺服电机位置控制等.7— 0 L中的应用[]自动化仪表，0 9 (2:8— 1 J. 20, 1 )3 4 . []赵鹏飞， 5张保成 .s 20 P C人机界面的设计与实现 7— 0 L[]机械工程与自动化，0 9 (4:3 J. 20,O ) 15—16 3.收稿日期： 1 2 0—1 2 0 0— 8

———]——— J J

而图 3软件控制流程图

作者简介：罗锋华 (9 9一 )男，师， 17,讲主要从事电子类课程教学与智能控制技术研究。

在数据采集中，将三个传感器/变送器频率信号分别输入到 P C的三个高速脉冲输人 H C、 S 3 L SO H C、 HC S 4进行计数，采用 T 2定时 3中断 ( 3 0S中断事件号2, 1时基 1m, s最大定时时间 3 .6 )中断服务子程 2 7 7S,

(上接第 3 4页)并且由于 M . 0 0的位一直为 1 1 7马，3上又接通开始计时，开始下一个循环周期。按下 s B, T. ( 7的位变为 0 M . ), 0 0复位， 0 0当前位变为 0使 M.,

T 7 T 8 T 9 T 0 Q .、 0 2都复位， 3、3、3、4、 O 1 Q .当前位变为 0,循环停止，电动机停止运转。4、0S 5S6 挡与 3挡的 0S工作过程相同，不再多述。

序中将三个计数值读出并清除计数、重新开始计数。

由于本系统采集信号实时性要求不高，湿度传感器且采用电容式，灵敏度高但测量噪声较大，用每 3 采 0

s计数信号频率的方法，以一定程度上减小测量噪声，可减小测量量化误差，避免压缩机频繁起动。

3结束语 用 P C和变频器结合控制实现了辊床原继电控 L

各功能程序根据控制要求不难编写。人机界面采

制的同样功能。而且对辊床性能有所改进，生产中在故障少，能更好的适应生产需要，生产效率和产品质量都能得到保障。还消除了继电控制时接触器频繁启动的噪音，优化了工作环境。参考文献：

用 T 40 D 0 C文本显示器进行除湿机本地设定、显示等，可以用于单机调试及故障查找，分为 3功能：个状态显示、参数设定和报警。通信子程序可以根据整个监控系统要求的通信数据量、通信速率等配合通信伙伴程序而编写。

4结束语 本系统采用 P C对除湿机进行控制，有运行可 L具靠、编程灵活、线路简单等优点。除了通常的单机控制外，文本显示器 T 4 0 D 0 C的应用，使得本地控制与显示一

[]廖常初. L 1 P C编程及应用 ( 3版 ) M]北京：第[ .机械工业出版社，0 8 20 .

[]张燕宾. P 2 S WM变频调速应用技术[ . M]北京：机械工业出版社，0 5 20 . 收稿日期：00—1 2 21 0— 7

3一 6

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