摘 要：目前在小型化工行業(yè)，使用電機(jī)輸送大比重物料進(jìn)行稱重包裝較為普遍。尤尼帕斯F701C稱重控制儀表是一款通用型的稱重儀表，具有高精度的計(jì)量控制功能，S7200作為小型PLC，其功能強(qiáng)大，性價(jià)比高。文章描述采用PLC接收稱重儀表信號(hào)，從而控制變頻器動(dòng)作，達(dá)到定量包裝。通過實(shí)踐運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，其稱重精度達(dá)到萬分之二，滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，其方案經(jīng)濟(jì)、靈活、程序可移植性強(qiáng)，對(duì)類似項(xiàng)目具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：F701C；S7-200；變頻器

引言

氧化鐵，化學(xué)式Fe2O3，工業(yè)上稱氧化鐵紅，用于油漆、油墨、橡膠等工業(yè)中，可做催化劑，玻璃、寶石、金屬的拋光劑，可用作煉鐵原料。其相對(duì)密度 5.24，比重大、流動(dòng)性差，多采用螺旋輸送機(jī)輸送物料。由于其比重大、價(jià)格高等因素，其包裝精度以及穩(wěn)定性至關(guān)重要。

本定量包裝系統(tǒng)，稱重部分采用F701-C，F(xiàn)701C為Unipluse公司產(chǎn)品。其緊湊型設(shè)計(jì)、高達(dá)200次/秒高速A/D轉(zhuǎn)換速率；對(duì)應(yīng)給料、排料、自動(dòng)落差校正等豐富程序功能被廣泛應(yīng)用在稱重行業(yè)?？刂茊卧捎玫聡鏖T子公司的S7-200PLC，S7200系列PLC，以其可靠性高，輸入/輸出響應(yīng)快，CPU運(yùn)算速度達(dá)到0.37us/位，性價(jià)比高在工控領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。執(zhí)行單元的變頻器采用施耐德AVT303系列。

1 設(shè)計(jì)思路

氧化鐵由于其物料粘度大，流動(dòng)性差，采用螺旋電機(jī)輸送進(jìn)行包裝時(shí)，控制要點(diǎn)為電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。F701C具有近零、快進(jìn)、中進(jìn)、慢進(jìn)、不足、過量、稱完等信號(hào)輸出，利用PLC接收F701C相應(yīng)的狀態(tài)信號(hào)，輸出到變頻器邏輯端子L1、L2、L3、L4。在變頻器內(nèi)部設(shè)置預(yù)置多段速度參數(shù)，PLC輸出控制邏輯端子的通斷功能，從而達(dá)到根據(jù)稱重狀態(tài)控制電機(jī)速度，實(shí)現(xiàn)稱重的準(zhǔn)確度。

操作人員按下啟動(dòng)按鈕后延時(shí)1秒，PLC輸出清零信號(hào)至F701C，對(duì)稱重控制器執(zhí)行清零操作，清零結(jié)束后延時(shí)1秒，小螺旋輸送機(jī)開始在頻率35HZ下高速給料（啟動(dòng)小螺旋輸送機(jī)給料的同時(shí)啟動(dòng)大螺旋輸送機(jī)補(bǔ)充小螺旋輸送機(jī)上部小料倉）。在達(dá)到設(shè)定值時(shí)，F(xiàn)701C稱重控制器輸出CPS值至PLC，此時(shí)小螺旋輸送機(jī)以5HZ低速給料。F701C稱重控制器COMPLETE完成后，小螺旋輸送機(jī)和大螺旋輸送機(jī)全部停止，完成一次稱重。單操作人員再次按下啟動(dòng)按鈕，按照上述步驟重新執(zhí)行。

2 系統(tǒng)的硬件選型、注意事項(xiàng)

2.1 硬件配置情況

2.1.1 PLC信號(hào)CPU224CN， 220AC供電，干接點(diǎn)輸出；

2.1.2 稱重控制器F701C；

2.1.3 稱重傳感器選用HBM產(chǎn)品，型號(hào)IL-250，準(zhǔn)確度等級(jí)C3，靈敏度1.99979mV/v；

2.1.4 變頻器采用施耐德AVT303HU40N4；

2.2 設(shè)計(jì)電路圖要點(diǎn)

F701C的等效電路輸出/輸入為三極管，控制系統(tǒng)PLC接收F701C的狀態(tài)信號(hào)時(shí)，其DI必須為漏型輸出。由于S7200PLC的輸入為混合型，在選型時(shí)不需要考慮其DI特性，但是在配線過程中，需注意其24VDC公共位置。由于控制系統(tǒng)輸出為干接點(diǎn)，通過將輸入端子與COM端短接和斷開來輸入外信號(hào)。短接的效果可以利用接觸達(dá)到（例如繼電器或者開關(guān)），本系統(tǒng)不采用非接觸（例如三極管或者開集電極TTL）的方式達(dá)到控制輸出F701C輸出端子和輸入端子具有多種輸入/輸出模式，建議設(shè)定形式5輸入選擇參數(shù)設(shè)置為0043，分配F701C輸入插頭B2、B3、B4、B5引腳功能。設(shè)定形式5輸出選擇010，分配F701C輸出B9、B10、B11引腳功能。

3 S7-200PLC端程序

核心程序段為信號(hào)處理部分，其他部分可以根據(jù)需求更改。

4 結(jié)束語

基于S7-200 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；安裝、維護(hù)方便，能高效準(zhǔn)確的完成定量包裝任務(wù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，其包裝規(guī)格為25kg/bag，其平均誤差為5g/bag；實(shí)測(cè)其包裝能力為2000kg/h。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品的包裝合格率提高了3倍，節(jié)約了大量企業(yè)資金。在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]F701C操作手冊(cè).

[2]施耐德變頻器選型手冊(cè).

[3]朱文杰.S7-200PLC編程設(shè)計(jì)與案例分析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4]西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子S7-200 PLC[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003：30-36.

作者簡介：任立金（1982，9-），男，河南新鄉(xiāng)人，第一學(xué)歷：鄭州輕工業(yè)學(xué)院，專科，應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)；第二學(xué)歷：華東理工大學(xué)，本科，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用，工作地點(diǎn)：河南心連心化肥有限公司 技術(shù)管理部，職務(wù)：助理工程師，對(duì)自控儀表有較深的維護(hù)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研究方向?yàn)椋汗I(yè)電氣自動(dòng)化、控制系統(tǒng)等。