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西門子PLC配套稱重模塊的應(yīng)用
閱讀：1155 發(fā)布時間：2014-9-11西門子PLC配套稱重模塊的應(yīng)用
天平校準(zhǔn)的主要目的是獲得被校天平所受載荷與各分量西門子PLC的模擬信號輸出的函數(shù)關(guān)系。所謂天平校準(zhǔn)是指模擬天平的實際工作狀態(tài)，對在天平進行標(biāo)定，檢查天平的質(zhì)量，鑒定天平的性能。加載系統(tǒng)是天平校準(zhǔn)設(shè)備中*的重要組成部分。能否對被校準(zhǔn)天平地施加校準(zhǔn)載荷對被校天平進行校準(zhǔn)的前提。
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據(jù)了解，國內(nèi)外的風(fēng)洞天校準(zhǔn)設(shè)備，施加校準(zhǔn)載荷的方式不盡相同，其中主要包括：凈重加載、液壓加載、氣動加載和機械加載等。BACS-1500風(fēng)洞天平校準(zhǔn)系統(tǒng)的研制選取了凈重自動加載方案，該加載系統(tǒng)包括加載頭，砝碼串及其拖動裝置和滑輪及其傳力鋼帶等幾個部分。
1.工藝和實際自動化要求
為了獲得較高的加載精度，并通過定值遞增和遞減的階梯加載檢驗被校天平的線性和重復(fù)性等性能，選用砝碼凈重加載方案，通過砝碼串及其拖動裝置和增量式編碼器以及西門子PLC的CPU226CN實現(xiàn)高精度自動加載。
本加載系統(tǒng)采用自動加砝碼的凈重加載方案，通過15個獨立的砝碼串及其拖動裝置對被校天平施加校準(zhǔn)載荷。加載時，控制系統(tǒng)啟動加載電機正轉(zhuǎn)，通過蝸桿/蝸輪，螺母/絲桿傳動機構(gòu)使砝碼托盤向下運動，使位于托盤上的一串砝碼自上而下逐個懸掛在加載桿上，實現(xiàn)加載的目的。當(dāng)MT6100iv5控制電機反轉(zhuǎn)時，托盤將懸掛在砝碼桿上的砝碼自下而上的逐個托起，使其與加載桿脫開，實現(xiàn)卸載的目的。
2.加卸載控制系統(tǒng)
2.1 加卸載控制系統(tǒng)概述
自動加卸載是通過三相交流電動機(AO5624)經(jīng)蝸輪/蝸桿、減速器使絲桿轉(zhuǎn)動托盤上(卸載)下(加載)移動來實現(xiàn)的。通過選擇合適的傳動比和電機轉(zhuǎn)速，獲得合適的加載速度。并接在加載電機軸桿上的增量式編碼器通過高速計數(shù)器以脈沖方式傳給CPU226CN，經(jīng)比較運算后提供給控制系統(tǒng)作為自動加載的控制信號，實現(xiàn)自動加載的目的。
2.2 系統(tǒng)硬件配置
加卸載控制電路主要包括：空氣開關(guān)、西門子PLC及擴展模塊、繼電器，電機三相滅弧器、保險端子等…… 本系統(tǒng)應(yīng)用西門子PLC高速計數(shù)器功能，選擇模式9(A/B相正交計數(shù)器)并初始定義計數(shù)器(HSC0，HSC1，HSC2，HSC4)，由于一臺西門子PLCzui多只能控制4臺電機，15臺電機可由4臺CPU226CN控制。以一臺西門子PLC為例，每個CPU226CN擴展了兩個模塊EM221，具體輸入點如下：
程序編制
2.3.1 上位機程序編寫
由于開發(fā)環(huán)境為具有可視化功能的VB，上位機可以通過西門子PLC控件PLC_COM方便的對PLC寄存器進行讀寫。很方便的做到數(shù)據(jù)的給定和反饋值的顯示。具體系統(tǒng)方框圖如下：
2.3.2 PLC程序的編寫
S7-200系列西門子PLC 具有自由通訊口，可由用戶自主編制通訊協(xié)議及相關(guān)通訊程序，由于控制程序量較大，并且通訊程序占有西門子PLC有限的內(nèi)存，因此通訊程序必須簡潔。在本控制器中，西門子PLC始終作為從機，通過西門子PLC編程電纜(RS232轉(zhuǎn)RS485)與上位機通訊，根據(jù)上位機發(fā)出的各種指令進行應(yīng)答。通訊協(xié)議中，@表示起始字符，$表示結(jié)束字符，變量類型中W表示字型，B表示字節(jié)型，采用ASCⅡ碼。在接收后再將ASCⅡ碼轉(zhuǎn)換為實際數(shù)據(jù)。
高速計數(shù)器都設(shè)為A/B脈沖正交計數(shù)器工作模式，對采用增量式編碼器來進行位置控制有點難度，需要每次計數(shù)器采回碼值都要存儲到PLC內(nèi)部寄存器，在下一次啟動西門子PLC時再把寄存器內(nèi)的數(shù)值儲存回計數(shù)器中。這樣增量式編碼器可以作為式編碼器使用，方便控制，而且運行可靠。
增量編碼器的信號與西門子PLC高速計數(shù)器連接，檢測托盤位置。程序編制時，將高速計數(shù)器(HSC0、HSC1、HSC2和HSC4)初始化為模式9，即為A/B脈沖正交計數(shù)器。為提高分辨率，高速計數(shù)器都設(shè)為4X模式。
2.4系統(tǒng)保護
在西門子PLC系統(tǒng)保護方面，系統(tǒng)在軟硬件都加了嚴(yán)密的保護，軟件方面，不但在輸出觸點設(shè)置互鎖保護而且在輸入觸點也進行互鎖和連鎖保護;硬件方面，在托盤的運行軌跡上下兩個端面裝有行程開關(guān)，起到限位和保護作用。在控制柜控制電路中，增加了單項電流為2A的保險絲的保險端子，和總電流20A的三相空氣開關(guān)，對電機的過流提供了保護，可對電機在缺相的情況下提供保護;除此還在電機輸入端并有電機三相滅弧器防止電機打火;總而言之，該系統(tǒng)在保護方面的工作是非常完善的。