西门子S7-200在纸袋糊口机同步控制系统中的应用

前 言
   
    由于以纸、塑料薄膜、复合材料为包装材料的生产线得到越来越广泛的应用，包材的准确传送显得尤为关键，特别是在多级传动电机同步运行控制中，各传动电机在升速或降速的过程中要求多级传动电机能够及时地同步运行。本文以纸袋糊口机生产线控制系统为背景，介绍PLC在同步控制中的应用。
   
    1 系统总体设计
    1.1 系统组成
    该生产线利用聚丙烯编织布（PP）、聚乙烯薄膜（PE）等材料作为制袋布，袋长760mm，袋宽630mm。采用4套色印刷，生产速度60条/分钟，包括印刷切断和成型两个工段。印刷切断工段主要负责将编织布卷（PP、PE）进行塑编布的4种颜色的正反面着墨印刷，印刷后的编织布通过切刀按照设定的袋长进行切割，配置1个现场操作台、一个变频器扩展柜（配有2个变频器）；成型工段主要负责转向、施胶、打开、糊口、糊底等，一个现场操作台、一个继电器扩展柜、一个变频器扩展柜（配有2个变频器）完成控制。
   
    1.2 硬件构成
    该项目采用西门子S7-200最新的XP系列的CPU作为主控制单元，配有6个A/D、D/A输入输出扩展模块，主要完成现场信号的采集、工程单位变换、回路控制和连锁控制算法、控制信号输出等功能；操作界面采用西门子的SIMATIC TPl70B触摸面板作为人机界面，主要完成工艺参数的显示、控制参数的设置、控制操作、历史数据的记录等。
    1.3 软件组态
    1.3.1 网络通讯
    在工程网络的建设中，主控制单元作为上位机，4台变频器作为下位机，分别设置不同的站地址，使得PLC和变频器之间建立上、下位机关系。由于S7-200的XP系列CPU内置2个RS485通讯口，因此可以将一组通讯口Port 0与触摸面板进行点对点（PPI）通讯，另一组通讯口Port 1作为自由口与变频器进行数字通讯，即从触摸面板输入工艺参数，由TPl70B经过Port 0口传递给PLC，PLC经过数据运算处理通过Port 1口将数据发送给各个变频器来控制各电机转速，在从变频器、温度变送器等采集有关数据，通过计算传给TPl70B进行显示。整个过程采用每隔100ms发送XMT一次，接受采用接受中断方式。在发送XMT数据前关闭所有接受中断，发送后再通过发送中断程序打开接受中断程序，并关闭发送中断程序。
    1.3.2 程序设计
    该糊口机控制系统的程序采用模块化设计，分为主程序、子程序和中断程序三大部分。主程序主要负责根据不同的条件状态调用相应的子程序、根据逻辑位调用中断程序等功能；可以将在多个地方使用的程序段通过子程序模块化，比如采样子程序、超限报警子程序、PID控制于程序等，在具体使用的地方只需调用这些子程序，赋予具体的数据参量和存储地址，这样可大大提高代码的使用效率，并减少了代码的维护工作量；中断程序主要包含PLC和变频器通讯算法，同步调速控制算法，主要完成印刷切断部和成型部传动电机的同步运行的功能。
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