S7-200SMARTPLC在变频绞车上的应用

S7-200SMARTPLC在变频绞车上的应用

尹作振

(江苏五洋停车产业集团股份有限公司江苏省徐州市221116)

摘要：在变频绞车的使用过程中，SimaticS7-200SMARTPLC起到了至关重要的作用，作为控制核心，控制着所有相关传感器、变频电机、风机等执行元件，SimaticS7-200SMARTPLC是全新的针对经济型自动化市场的自动化控制产品。该产品在中国进行研发和生产，使用方便，可以适用在很多种行业中，并为客户提供经济、便捷以及可靠的自动化控制产品。该产品具备机型丰富、选件多样、软件友好多种特点，并可无缝集成SMARTLINE触摸屏及西门子变频器。

关键词：SimaticS7-200SMARTPLC、变频器、绞车、自动化控制。

本变频电控主要配套变频绞车使用，变频电控系统主要采用S7-200SMARTPLC控制整个系统，具有运行准确，速度快，操作简单，抗干扰能力强，功能完备等特点。

变频器将启动电流控制在额定电流以内，并保证变频电机高转矩输出（重载启动），满足各种工矿条件下电动机的启动需要，启动时间任意设定，整个启动过程平稳，安全，安静，完全消除了电流对电网，电动机及设备的冲击，与老式的绞车降压启动相比完全消除对钢丝绳的冲击。

1、总体方案设计

本文采用S7-200SMARTPLC进行变频绞车的控制系统设计，S7-200SMARTPLC相对于以前使用的PLC本体集成了以太网接口，另外配置了1个RS485接口，通过扩展CM01信号板或者EMDP01模块，可满足小型自动化设备与触摸屏、变频器及其它第三方设备进行通信的需求。s7-200smart扫描速率更快，配备西门子专用高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15μs，在同级别小型PLC中遥遥领先。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。S7-200SMART与SMARTLINE触摸屏有两种连接方式。（1）RS485接口通过PPI协议连接（2）利用本体集成以太网接口通信。在很大程度上降低了成本，本系统主要完成功能包括：变频器的启停控制，张力传感器的信号采集，泵站电机、压力变送器的控制，行程限位开关的控制。控制系统主要分为传感器的信号采集于处理，PLC的输入和输出控制，远程控制和检测系统。

2、系统硬件的选用

2.1PLC的选配

CPUSR30PLC有18个输入端口，12个输出端口，输出类型为继电器输出，可以直接控制接触器的线圈供电。PLC的供电电压是交流220AC,PLC自身配置RS232接口，可以同文本显示通讯，本体集成以太网可以同整个环网系统进行通讯或和触摸屏进行通讯。

2.2模拟量模块的选用

模拟量模块3AM03是二输入一输出的。可采集电压或电流信号，输出也可以选择电压或电流，在软件中可以配置，方便了硬线的连接，减少了故障率。

2.3传感器的选用

压力变送器选择GYD60系列传感器，为模拟量信号，压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器具有工作可靠、性能稳定、维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装调试极为方便等特点；张力传感器选用ZL-20T，也为模拟量信号，可在显示器上显示数值，张力传感器是一种可靠性高，互换性好，使用方便，适用于钢丝绳张力的测量与控制的压力传感器。

2.4变频器的选用

变频器选用西门子G120系列的四象限变频器。具有强大的通讯功能，能和多个设备之间进行通讯，使用户可以方便的监控变频器的运行状态并修改参数。西门子变频器SINAMICSG120系列的核心是控制单元，用户通过设定控制单元上的参数来实现变频器的正常运行。西门子变频器G120系列功能强大，操作简单，扩展性强，具有多种参数可供用户进行设定。G120的众多特点

为用户在使用和调试过程中提供了方便，使得用户提高了工作效率，节约了维护成本，并且为工厂带来了节能效果，提高了效益。

3、编程软件

3.1SETP-7-Mio/WINSMART是S7-200SMART的编程组态软件，能流畅运行在windowsxpsp3/win7操作系统上，支持LAD（梯形图）、STL（语句表）、FDB（功能块图）编程语言，部分语言之间可自由转换，安装文件小于100MB。

3.2S7-200SMART的编程语言、指令系统和监控方法与S7-200兼容。

3.3S7-200SMART的软件自带ModbusRTU指令库和USS协议指令库，S7-200需要用户安装这些库。

3.4S7-200SMART的编程软件集成了简易快捷的向导设置功能，只需按照向导的提示，设置每一步的参数就可已完成复杂功能的设定。允许用户直接设置某一步的功能。编程软件STEP7-Micro/WINSMART同时只能显示程序编辑器、符号表、状态表、数据块和交叉引用表中的一个。

3.5S7-200SMART的帮助增加了搜索功能，整个窗口区都可以滚动。

3.6S7-200SMART的编程软件短小精干，仅有180多MB。S7-1200的编程软件STEP7BasicV13有3个多GB。

4、控制系统要求

4.1变频绞车张力的控制

当按下启动按钮后，PLC采集到信号后，给变频器发送命令，变频电机启动，转矩开始上升，张力到达启动张力后，PLC发送允许启动信号给控制中心，此时变频电机停止，如果张力下降到设定运行张力下限后，变频电机重新启动，将张紧力重新提高到设定运行拉力的上限，并且一直保持在一个设定范围内。直到按下停止按钮后，这个过程才结束。

4.2变频绞车压力变送器的控制

收到启动信号后，泵站运转，开始补压，压力变送器开始采集压力，当到达设定值后，泵站电机停止，自动保持在一个范围内。

4.3模拟量3AM03模块的控制

模拟量3AM03模块采集到压力变送器、张力传感器的信号后，根据系统的要求，将采集到的压力值和张力值进行处理，将数字量信号转换成当前需要的兆帕值和顿，在文本显示器上实时显示出来，便于操作工人观察和判断当前的状态。

5、结语

本文利用S7-200SMARTPLC和变频器技术进行张紧绞车的变频控制系统设计，实现了远程控制、检测的功能。主要优点是：控制系统人性化，便于操作；软件设计模块化，便于修改；系统具有可扩展性。

参考文献：

廖常初.S7-200SMARTPLC编程及应用(第二版)[M].机械工业出版社,2015.