西門子S7—1200在染色棉設備上的應用
作者：王保權
摘要：詳細介紹了利用S7-1200型PLC及KTP1000觸摸屏為控製核心的多單元集中控製係統的各部分組成與軟件流程設計。
關鍵詞：染色棉 集中控製 畫麵編程設計
1前言
隨著染色棉市場的不斷發展，對生產設備控製係統的要求也越來越高，而早期的染色棉單機控製因其操作繁瑣、前後機速度協調困難、故障點多且不易排查等問題已不能適應用戶的需求。改分散控製係統為聯合機集中控製係統已成中外染色棉設備的發展趨勢，集中控製係統的易操作性、易維修性等優點也得到了充分體現，ZLC10201型染色棉烘幹聯合機正是這一發展趨勢下的成功案例。
2 設備組成及功能
染色棉烘幹設備的工藝流程為：濕開機——開鬆機——烘幹機——輸送帶。
各單元的具體功能分別是：將經過染色、甩幹脫水後含水40%左右具有較高密度的棉餅送入濕開機，經過濕開機的雙開鬆打手將棉餅初步開鬆至塊狀，再經角釘簾提升簾鉤拉轉移至開鬆機，棉層在開鬆機握持羅拉與打手的作用下被再次開鬆，以去除初次開鬆後留下的部分未被充分開鬆的大塊棉團。然後均勻的送至轉移簾進入烘幹機，經過二段八隻圓網的高效烘幹後得到符合工藝需求的成品棉，最後由輸送帶轉移至下道設備打包入庫從而完成整個工藝流程。
3 控製要求
ZLC10201型染色棉烘幹聯合機的電氣控製包括：22個電動機做順序啟停及單獨啟停控製，其中有12個傳動電機需要進行變頻同步調速控製，要求對電機狀態、變頻器運行狀態、棉層高度、設備安全保護限位等42個故障點顯示故障狀態及原因。前後單元機之間要求有互鎖控製，簡單易控的一鍵式操作，操作台隨機械設備安裝遠離控製櫃，烘幹機溫度單獨控製。
4 硬件設計與選型
根據上述設備控製要求，聯合機控製係統的基本配置需要有64點信號輸入、63點控製輸出及12路模擬量輸出，在綜合考慮了性能和成本後，本控製係統采用了西門子S7-1200 可編程控製器為控製核心， KTP1000型10.4寸彩色觸摸屏作為操作、故障、時鍾、動畫的顯示部分。對於PLC的選擇，由於控製係統需要較多的擴展模塊，所以，係統從IMATIC S7-1200 係統中的三種不同型號CPU（即： 1211C型CPU 、1212C 和 CPU1214C）中選擇了CPU1214C作為本案的控製核心，同時配置擴展了四塊16DI/16DO數字量輸入輸出模塊和三塊4AO模擬量輸出模塊。控製器與觸摸屏之間的通訊由一個抗幹擾的 RJ45 連接器組成的，該連接器具有自動交叉網線（auto-cross-over）功能，數據傳輸速率達10/100 Mbit/s，此功能為觸摸屏和PLC之間的快速通訊確立了可靠的應用保障。由於溫度不在整機控製係統內，故此，本文不再贅述。
5 係統軟件設計
5.1PLC軟件的編寫與下載
根據工藝和控製要求，係統的控製程序完成的主要功能為：工作方式選擇、風機的單獨啟動、停止，順序啟動控製；各單元機的開停控製；聯合機的順序啟動、連鎖、速度比例跟隨控製等。
根據硬件配置和工藝控製要求，軟件編程采用了西門子的STEP 7Bsic totally Integrated Automation portal 10.5編程軟件（現已升級為V11.0），該軟件集PLC、觸摸屏的編程於一體，可實現PLC的硬件組態、軟件編程，觸摸屏的程序編寫及離線模擬功能。編程步驟為：首先創建並命名一個新項目，創建項目後根據所選的PLC、模塊以及觸摸屏型號進行硬件組態，然後進行編程，編程語言可采用較為直觀的梯形圖按照控製要求進行編寫，在編寫過程中需要注意的是計數器與定時器的使用，在S7-1200中每個計數器與定時器對應了一個背景數據塊，用於存儲對應的數據，如需使用該計數器與定時器需在對應的數據塊中調用。編程完畢並編譯正確後，將電腦的TCP/IP地址與PLC的IP地址設在同一號段，插入網線通過以太網方式即可完成程序下載。