西門子 S7-200 SMART PLC在液壓系統中的應用

1 引言

液壓系統作為軋鋼設備的重要組成部分，為液壓缸、液壓馬達等提供動力，以達到設備鎖緊、動作等要求。其控制范圍包括液壓站、液壓閥臺等，在生產過程中要求其性能穩定，反應迅速。為了實現遠程監控，還需要其能與主控制室的上位機實現數據交換。

2 工藝要求

液壓站控制邏輯相對獨立，本次使用的液壓站由兩臺循環泵，三臺主泵及其他輔助設備組成。為實現主操作臺遠程急停及液壓站數據的實時監控，需滿足液壓系統PLC（S7-200 SMART）與主PLC（本次采用S7-1200）的通訊。因液壓閥臺動作連鎖與工藝聯系緊密，本文不做過多敘述。

操作順序如下：

a) 啟動循環泵，循環泵為一用一備。

按下“1號循環泵啟動”或“2號循環泵啟動”按鈕，循環泵正常啟動后，相應指示燈亮。當需要停止循環泵時，按下“1號循環泵停止”或“2號循環泵停止”按鈕，循環泵停止運行。

b) 啟動主油泵，主油泵為兩用一備。

按下1~3號主油泵相應啟動按鈕，主油泵正常啟動后，相應指示燈常亮。當需要停止主油泵時，按下主油泵相應停止按鈕，主油泵停止運行。

c) 主油泵加載

當主油泵正常啟動8S后，旋轉對應油泵加載旋鈕，該主油泵加載閥得電，主油泵加載。當需要卸載時，旋轉對應油泵加載旋鈕，該主油泵加載閥斷電，主油泵卸載。

d) 啟動加熱器

當油箱油溫低時，手動啟動加熱器，按下“加熱器啟動”按鈕，加熱器正常啟動后，相應指示燈亮。當油溫達到要求溫度后，按下“加熱器停止”按鈕，加熱器停止運行。當油溫高時，加熱器自動停止運行。

e) 啟動冷卻水

當油箱油溫高時，冷卻水自動啟動。也可在油箱溫度高于正常溫度后，將“冷卻水接通斷開”旋鈕旋至“接通”。冷卻水正常啟動后，相應指示燈亮。當油溫達到要求溫度后，將“冷卻水接通斷開”旋鈕旋至“斷開”，冷卻水停止運行。當油溫低時，冷卻水自動停止運行。

重要聯鎖條件：

1、循環泵運行聯鎖條件

——循環泵對應球閥限位發訊

——油箱液位過低未發訊

2、主油泵運行聯鎖條件

——循環泵運行中

——主油泵對應球閥限位發訊

——油箱液位過低未發訊

——油箱溫度過高、過低均未發訊

3、其他聯鎖條件

——當主油泵運行時，禁止停止循環泵，當主油泵停止運行后，方可停止循環泵

——停止主油泵時，先將主油泵卸載，再停止主油泵

——當停止循環泵后，必須停止加熱器

液壓站

液壓閥臺

液壓控制柜

3 自動化平臺選型

以前的項目均采用IM153從站的形式，通過PROFIBUS-DP網絡掛在S7-300/400型PLC下。原有控制方式液壓站無法獨立運行，由于DP電纜距離較遠，電磁干擾較大，容易發生掉站現象進而中斷生產流程。

本次采用S7-200 SMART控制，將液壓站的控制獨立出來，可以避免短暫通信中斷造成的掉站現象，提高了系統的穩定性。此次使用了西門子提供的SR60型CPU。其供電電壓為120-240VAC，自帶DI 36*24VAC和DQ 34*RLY。該CPU自身點位已基本可以滿足小型液壓系統的需求，有效的降低了成本，節約了安裝空間。因點數有限，未做顯示燈輸出和模擬量輸入功能，而是利用以太網通訊將其傳送至主PLC。

實驗平臺

4 PLC程序設計

a)邏輯控制程序

調用邏輯控制塊(SBR_0)

自動卸載與停泵

循環泵控制

主電機控制

加載閥控制

b) S7-200 SMART側通訊傳輸

本次以太網通訊采用S7-200 SMART做服務器，S7-1200做客戶端。S7-200 SMART側僅需將要發送的數據傳送至V區或從V區讀取主PLC傳送的數據。

c) S7-1200側通訊傳輸

完成網絡配置，建立S7連接

S7連接

調用發送/接收塊

傳送數據

建立通訊后的HMI畫面

HMI畫面

5 結束語

通過這次的應用，對S7-200 SMART有了更加直觀的認識，其可以較好地滿足小型化邏輯控制的應用。其自帶的以太網接口極大地方便了調試和通訊，增強了抗*力，有效的降低了設計成本。自帶的數字量輸入、輸出接口，特別是繼電器型輸出可以節約安裝空間，降低維護成本。編程采用的STEP 7-MicroWIN SMART軟件具有安裝簡單，占用空間小，易于編程人員上手等特點。采用了類似TIA Portal中符號名的應用，淡化了實際地址，可以在實際接線不明確前先行編寫程序。但也存在著缺少時間脈沖計時器等常用指令，需要編程人員自行編寫等一些問題。

總體來說，對于小型的自動化應用，S7-200 SMART是較為適用和可靠的選擇。由于時間和設備限制，尚未對S7-200 SMART和LOGO!等其他設備進行通訊測試，也未進行MODBUS通訊的應用，在今后的場景中將進一步對以上應用進行試驗。

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