S7-1200控制器在混凝土搅拌站上的应用

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关键词:摘要:本文介绍了如何利用S7-1200控制器通过RS485通讯模块与PLY600称重仪表进行数据交换,并通过I/O点采集外部设备的开关信号,用以太网口加交换机与2台上位机高速通讯进行双机双控,从而实现对整个混凝土搅拌站设备的实时数据采集与状态监控。S7-1200 控制器在混凝土搅拌站上的应用项目简介混凝土搅拌站是把砂子;石子;水泥;水;外加剂等各种物...
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  • 摘要:本文介绍了如何利用S7-1200控制器通过RS485通讯模块与PLY600称重仪表进行数据交换 ,并通过I/O点采集外部设备的开关信号 ,用以太网口加交换机与2台上位机高速通讯进行双机双控,从而实现对整个混凝土搅拌站设备的实时数据采集与状态监控 。

S7-1200 控制器在混凝土搅拌站上的应用

项目简介

混凝土搅拌站是把砂子;石子;水泥;水;外加剂等各种物料进行精确计量后输送进入搅拌机进行混合搅拌的一种全自动生产设备,是目前修建铁路;公路;桥梁;建筑等所有基建项目中不可缺少的设备 。双机双控就是采用两台上位电脑进行控制 ,一台有故障时另一台可以立即接替第一台进行控制,以做到无间隙不停顿生产。我公司生产混凝土搅拌站设备已有十多年的历史,其控制核心就是我公司自主开发的基于西门子S7-1200系列为核心的混凝土搅拌站控制系统。主要由CM1241(RS485)通讯模块+CPU1214C+SM1221 16输入2个+SM1222 16输出 1个 , 外加PLY600称重仪表10个,带有以太网接口的触摸屏1台,上位电脑一台( ,依据客户需求可以配两台电脑实现双机双控),PLY600称重仪表负责各种物料的计量,并通过CM1241(RS485通讯模块)采用Modbus通讯协议与PLC进行通讯 ,PLC负责控制各种物料的卸料输送及搅拌等整个生产流程,并采集各个称重仪表的重量数据通过以太网口传送给上位电脑,上位电脑和触摸屏负责人机交互工作 ,对PLC进行控制 。完成整个混凝土搅拌站的全自动生产。

工艺流程介绍

方案确定

    该部分阐述此项目是基于何种考虑最终选择了SIMATIC S7-1200控制器。在采用S7-1200之前 ,我们采用的是S7-226+称重仪表PLY600+上位电脑的形式,S7-226有2个通讯口,Port1口通过PC/PPI通讯与上位电脑通讯完成人机交互 ,Port2口通过Modbus通讯协议与称重仪表PLY600进行数据交换,控制该仪表的启停以及配方参数的设定,称重仪表PLY600负责进行物料的计量 ,并把采集到的计量数据通过Port2口传递给PLC 。

这套系统主要有2大缺点:

1,没有多余的通讯口,无法再扩展增加触摸屏和上位电脑 ,上位电脑出故障后,整个系统就无法再工作。不能实现双机双控。

2,上位电脑与PLC通讯速度太慢 ,在上位电脑从PLC采集数据比较多的情况下显示明显滞后 。

如果把PC/PPI通讯电缆更换为MPI或者增加以太网模块则成本增加太高。在S7-1200推出后,我们在S7-200与S7-1200之间进行性能参数的比较后,迅速进行了开发升级 ,把S7-200全部更换为S7-1200系列 ,通过可扩展的RS485通讯模块与称重仪表PLY600通讯,用以太网口加可以随时增加触摸屏或者上位电脑,真正实现了双机双控。不但顺利解决了以上2大难题 ,而且提高了产品档次,成本还有所下降,可谓是一举数得 。

产品硬件配置

该部分主要对整个项目中围绕SIMATIC S7-1200的产品硬件设计作详细的说明。最好配以带有SIMATIC S7-1200控制柜或者产品的图片加以说明。项目硬件配置图如下所示:

1.CM1241 RS485通讯模块 。负责与称重仪表进行MODBUS通信 。2.CPU 1214C。14入10出 ,集成PN口,通过网线连接上位电脑。3.SM1221 16入模块3个 。4.SM1221 8入模块1个。5.SM1222 16出模块2个。总共8个模块 。

SM1221输入模块负责采集称重仪表的输出信号和外部的开关信号。

SM1222输出模块负责各称的卸料,搅拌 ,卸砼等动作。

设备的计量输出信号则由称重仪表负责控制 。

软件开发

对项目中的数字量模拟量I/O分配以表格的形式进行说明。

本项目中比较核心的是与称重仪表PLY600(山东博硕生产)通讯,采用MODBUS通讯协议,共5个FC ,通过通讯程序对PLY600进行重量读取,参数配置,校称 ,配方设定 ,启动停止等功能,本项目中共用了10个PLY600,CPU对PLY600进行重量读取时速度可达25次/s,平均每个PLY600每秒读取2.5次 ,上位电脑的重量显示与PLY600的重量变化不会有太大的延迟,基本上能达到使用要求,开始生产时 ,首先下发配方值,发送启动信号,仪表开始计量 ,计量信号由仪表的端子排输出给PLC的输入端,并反映到上位电脑上,计量完成后读取仪表的计量完成值 ,仪表输出卸料信号给PLC的输入端,PLC采集到仪表的卸料信号后开始卸料,所有物料进入搅拌机后开始搅拌 ,搅拌时间到后开始卸砼 ,一个生产流程完成。

应用体会

SIMATIC S7-1200 控制器顺应了目前网络化的趋势,集成了以太网口,与S7-200相比 ,无论在通讯速度,运算能力,扩展性等各个方面来说 ,S7-1200 控制器都具有无可比拟的优势 。取代S7-200已成必然。在S7-1200 控制器还未大规模应用的情况下,我公司看准趋势率先应用S7-1200 控制器取代了已经用了10年之久的S7-200,在市场上取得了成功。很多客户来我公司考察时见到S7-1200 控制器都很感兴趣 ,并对我公司采用先进技术的技术创新性表示钦佩 。

意见与建议

在使用SIMATIC S7-1200 控制器的过程中,我们发现如下几点需要改进:

1.V10.5 SP2版本的软件没有撤销功能,十分不方便 ,希望在新版软件中能增加这一功能 。2.V10.5 SP2版本的软件在执行程序监控功能时反应太慢。3.CPU类型太少,希望能增加计算能力更强内存更大的CPU类型,比如215/216/217等等。4.扩展模块较少 ,如果能增加DP模块 ,称重模块,GPRS模块会更好 。5.CPU模块上的MMC卡插槽应该单独设计防尘盖。6.模块之间的连接方式不如S7-200的软连接方便。7.CPU模块上应该增加启动停止开关 。

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