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S7―200PLC为核心液料混合搅拌系统设计 　　摘 要 以西门子s7-200系列PLC为核心，通过重量变送器对反应釜内液体重量的采集，送入EM235进行A＼D转换，把转换后的数据送到PLC进行处理，输出控制信号。利用触摸屏进行手动、自动、配方管理，实现快速、稳定、灵活的自动控制过程。 关键词 s7-200；重量变送器；EM235；配方管理 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0024-02 在众多的液料加工企业当中，有很多生产过程需要把两种或两种以上液体按照一定比例进行混合搅拌，然后出料。为了高效准确的进行生产，必须对搅拌生产工艺过程当中的液体重量、温度、加工效率进行快速、准确的控制。其中最重要的环节就是灵活应对液体配比的改变。本文以s7-200系列PLC为核心通过重量变送器采集反应釜内的重量数据、送入EM235转换成数字量送入PLC，利用PLC程序对数据进行处理并产生控制输出。通过触摸屏编辑手动、自动、配方管理等控制画面，全面提高企业的生产效率，灵活应对液体配比的改变。 1 液体搅拌装置生产流程 1.1 液料搅拌生产流程图 图1 液体混合搅拌流程图 1.2 生产流程分析 根据液体混合搅拌装置的实际生产过程，其生产流程图如图1所示。流程图中的自检部分为检测是否有液料在反应釜中未排出，检测原理就是利用重量传感器检测重量，和反应釜毛重比较，如果有液体未排除，产生声效、灯光报警。每种液体的重量由生产工艺决定，利用触摸屏进行配方管理，实现快速准确的生产。在流程图中只写出A料、B料，在实际生产中可以根据工艺实现多种液料的配比控制，本文不在一一阐述。搅拌时间T可以通过触摸屏根据加工工艺自由控制。 2 液体搅拌系统设计 硬件是控制系统的基础，在软件的协调下实现生产过程的检测与控制。本系统的硬件电路由数据采集、数据转化、数据处理、画面控制组成。如图2的硬件框图所示，称重传感器完成重量数据采集，EM235把采集来的模拟量转化成数字量，PLC负责对采集来的数据通过程序进行处理产生控制输出，触摸屏完成自动、手动、配方的管理控制。 2.1 硬件框图 图2 硬件框图 2.2 搅拌主电路 搅拌主电路由变频器控制变频电机进行搅拌。当完成数据采集、转换、处理形成控制输出按照触摸屏给出的指令给变频器发送搅拌信号，控制搅拌电机工作。变频器要设置成外部端子多段速模式。 2.3 重量数据采集转换电路 如硬件框图所示，本方案当中的数据采集采用KM02A重量变送器采集重量数据，将转换的模拟量送入EM235模块，完成数据的采集转换，然后送入PLC进行程序处理。KM02A重量变送器以工业现场标准设计，提供了使传感器与控制接口实现标准化的方法，不易受噪声干扰。以此为桥梁把反应釜内液体的重量转变为典型的4～20 mA或0～10 V模拟量输出。送入EM235模块进行A＼D转换。EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。根据EM235模块上的6个DIP开关的组合我们可以选择单双极性的电压输入也可以选择者0～20 mA或4～20 mA的电流输入。 在选择模拟量输出时只能选择一个电流输出或电压输出送入到PLC的模拟量输入输出模块EM235。PLC的模拟量输入模块输入电压时，其输入阻抗很高，在100 kΩ～10 MΩ。当变送器距离PLC较远时，线路间的分布电容和分布式电感的干扰信号在模块的输入阻抗上将产生很高的干扰电压，所以电压信号适用于近距离传输。电流输出具有恒流源性质，内阻很大，当PLC的模拟输入模块输入电流时，输入阻抗很低一般会≤250 Ω。线路上的干扰信号在模块的输入阻抗上产生的干扰电压很低，所以模拟量电流信号适用于远程传送。工业现场最常选用的是电流信号。 变送器电源允许范围DC15 V～24 V，推荐使用15 V，18 V或24 V的直流稳压电源，当环境温度超过60℃时要确保电源电压不能超过24 V。实际应用时要把多余的接线端口堵死，防止潮气及灰尘进入重量变送器内部。 3 软件系统 3.1 PLC程序 PLC程序要协调硬件完成预定的功能。根据上述，本系统中PLC程序主要完成自动控制程序、手动控制程序、模拟量数据的处理程序。 自动控制程序可以调用配方自动完成称重、配重、正反方向的搅拌过程。 手动控制程序可以完成手动的启动、停止、手动的正反向搅拌控制。 模拟量数据的处理程序是程序运行的核心，负责把测得重量数据采集转化送给控制程序处理。西门子系列的PLC在软硬件方面有很强的模块化功能，把诸多硬件功能、常用的程序功能模块化。而针对模拟量处理有专门的模拟库完