郭毅波

西門子S7-200PLC在混酸工藝中的應(yīng)用

郭毅波

印刷版在涂布感光液前需要經(jīng)過對(duì)鋁板基表面處理的生產(chǎn)流程，其中電解砂目工藝很重要，若處理不好，對(duì)下道工序及曬版，印刷質(zhì)量都有影響。實(shí)踐證明，細(xì)密均勻的砂目有利于提高印版分辨力，能再現(xiàn)圖文的細(xì)微層次并建立良好的吸附基礎(chǔ)，提高耐印力。而電解液對(duì)砂目的質(zhì)量影響是重要的一環(huán)，以前我們主要是以單一的鹽酸作為電解液，但細(xì)密和均勻度與理想值有差距；隨后經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用鹽酸和稀硫酸的混合電解液，能大幅提高砂目性能，從而也使板材質(zhì)量得到進(jìn)一步提高；本文就是介紹如何利用西門子S7-200PLC實(shí)現(xiàn)混酸的自動(dòng)配比和補(bǔ)加，以滿足工藝要求，提高電解砂目性能。

系統(tǒng)概述

利用電導(dǎo)儀控制稀硫酸的濃度，達(dá)不到電導(dǎo)值時(shí)，氣動(dòng)隔膜閥打開，加酸3秒，停2分鐘，循環(huán)反復(fù)加酸，直到酸濃度達(dá)到電導(dǎo)儀控制的數(shù)值；液位計(jì)控制加水量，儲(chǔ)槽液位不到高位，氣動(dòng)球閥打開一直循環(huán)反復(fù)加水，每加30秒，停2分鐘，直到達(dá)到高液位停止加水，再等儲(chǔ)槽液位下降到中液位時(shí)，從新開始循環(huán)補(bǔ)加水；低液位時(shí)泵停，以防燒泵，同時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)停止補(bǔ)加，泵啟動(dòng)后，延遲30秒開始加酸；低液位時(shí)，指示低液位燈亮，加水時(shí)加水指示燈亮；硫酸的來源從氧化工藝循環(huán)泵管線獲取。

控制方案設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)：使用電導(dǎo)儀，流量計(jì)和液位計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)槽液的即時(shí)檢測(cè)，把信號(hào)傳給PLC，經(jīng)過PLC的邏輯運(yùn)算后，輸出信號(hào)，給執(zhí)行機(jī)構(gòu)泵和氣動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)精確控制。

圖1 控制圖

系統(tǒng)硬件組成：

A. 儀器儀表部分

數(shù)顯式電導(dǎo)儀

三位控制液位計(jì)

氣動(dòng)隔膜閥

氣動(dòng)球閥

轉(zhuǎn)子流量計(jì)

B. 電氣部分

西門子S7-200PLC

兩臺(tái)3KW 電機(jī)

直流供電模塊

空氣開關(guān)

交流接觸器

按鈕

指示燈

確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)：根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求，明確控制對(duì)象輸入輸出信號(hào)的類型及信號(hào)數(shù)值范圍。

A.控制對(duì)象的類型：

輸入信號(hào)：儲(chǔ)槽液位，電導(dǎo)值，按鈕；輸出信號(hào)：指示燈，泵的輸出 ，電磁閥；輸入輸出信號(hào)全為數(shù)字開關(guān)型變量。

B.控制對(duì)象的數(shù)值范圍：

外部輸入信號(hào)電壓等級(jí)為DC24V, 外部負(fù)載電壓等級(jí)為：氣動(dòng)閥DC24V, 指示燈AV220V, 電機(jī)泵AC380V;

PLC選型：依據(jù)輸入輸出信號(hào)，被控對(duì)象的要求以及所需I/O信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，考慮穩(wěn)定性，擴(kuò)展以及通信等因素，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，考慮到本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇西門子S7-200系列CPU226 AC/ DC/ 繼電器型PLC。

I/O地址的分配：通過對(duì)輸入輸出設(shè)備的分析分類和整理，進(jìn)行相應(yīng)的I/O地址分配，應(yīng)盡量將相同類型的信號(hào)，相同電壓等級(jí)的信號(hào)地址安排在一起，以便施工和布線。

控制程序設(shè)計(jì)：按照控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，是工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)核心。本應(yīng)用主要是采用計(jì)算機(jī)，利用安裝S7-200專用編程軟件STEP7-Micro/ WIN32，采用梯形圖來進(jìn)行程序的編制（程序省略）。

圖2

硬件安裝與連接及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

硬件安裝。配電盤柜內(nèi)安裝PLC導(dǎo)軌機(jī)架，并裝好CPU;同時(shí)布置好空氣開關(guān)、接觸器、直流電源、繼電器、接線端子、按鈕、指示燈等硬件并安裝到位。儀器儀表部分，按照控制位置，安裝到位。

接線。主回路，按照一般電氣控制原理圖接線，PLC的I/O接線圖，如圖2。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。主回路與控制回路以及PLC線路連接完成后，認(rèn)真檢查，確認(rèn)無誤后，送電，先進(jìn)行控制回路的調(diào)試，完成后，再主回路送電進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試；經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正后，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，酸的濃度達(dá)到了精確控制，完全滿足了工藝生產(chǎn)要求，達(dá)到了理想的效果，對(duì)版材砂目性能以及整個(gè)版材質(zhì)量都有了很大的提高。

（作者單位：航天科技集團(tuán)樂凱華光印刷科技有限公司）