SIMATIC S7—300在5525半自磨機自動控制系統中的應用

范然

摘 要：PLC（Programmable Logical Controller）又叫可編程控制器，是一種以微處理器為基礎，綜合了現代計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展起來的一種通用的工業自動控制裝置，它具有功能強，體積小，程序簡單、方便維護等優點，尤其是它適應惡劣工業環境的能力和高可靠性，使其應用越來越廣泛，已經被稱為現代工業的三大支柱（即PLC、機器人和CAD/CAM）之一。文章討論了SIMATIC S7-300在5525半自磨機項目中的應用。

關鍵詞：PLC；半自磨機；應用

1 項目簡介

本項目應用于西藏玉龍銅業股份有限公司3000t/d選礦工程，年處理原礦90萬t，日處理3000t。

2 系統介紹

該項目的半自磨機控制系統的設計中使用西門子S7-300 PLC為主要的控制設備。經過調試運行達已到了設計要求。半自磨機的主電機為高壓電機，啟停由中控統一控制。此設計負責磨機的輔助設備包括全靜壓油站，噴射潤滑裝置，空氣離合器，慢傳電機，和其他溫度、振動監測點等的電氣設計，并有機旁控制和集中控制的兩地操作功能，輔助設備運轉正常是主電機運行的必要條件。

磨機啟動必須滿足下列要求：

（1）油站高壓油油壓超過設定值；（2）噴射潤滑工作正常；（3）油箱過濾器不報警；（4）油箱油溫正常；（5）油站無壓差報警信號；（6）所有流量監控器顯示有油流且>70%公稱流量；（7）主電機工作穩定；（8）空氣離合器儲氣罐內的壓力滿足。

磨機停機條件：

（1）油箱油溫≥55℃時；（2）任何一個流量監控器顯示<50%公稱流量；（3）油箱油位達到下限或低于下限；（4）主軸承溫度≥55℃時 （可調）；（5）油箱過濾器壓差過大；（6）磨機與輔機不能正常運轉；（7）因不明原因而導致低壓系統斷電應立即停主電機；（8）空氣離合器儲氣罐內的壓力低于設定值。

磨機報警條件：

（1）油箱油溫≥50℃時；（2）油站高壓油油壓低于設定值（具體數值待調試期調整），任何一個流量監控器顯示≤70%公稱流量；（3）主軸承溫度≥50℃時（可調）；（4）油箱油位接近下限；（5）小齒輪測振值高于設定值；（6）空氣離合器儲氣罐內的壓力低于設定值。

3 電氣控制系統的組成

（1）5525半自磨機系統設備包括1個低壓電氣控制柜，1個PLC柜。PLC柜是系統的核心，現場所有的信號都進PLC柜，再由PLC柜通過CPU315-2 DP，PROFIBUS總線接口傳輸到DCS系統，以便監控。PLC內部安裝根據設備生產工藝要求編制的程序。PLC作為一種為工業自動化提供高可靠性的自動控制裝置，可用于傳統控制系統的改造，能靈活地實現各種工作方式的控制和切換：例如自動-手動、手動-自動的無擾動切換，若PLC出現故障，可切換到手動方式確保設備運行，并可根據PLC的錯誤代碼排查故障。

（2）S7-300可編程序控制器是一種模塊化的中小型PLC系統，能夠滿足中等性能要求的應用，具有無排風扇結構，模塊化的特點，可實現分布，并且易于掌握。使得S7-300成為各種從小規模到中等性能要求控制任務的方便又經濟的解決方案，SIMATIC的S7-300應用領域非常廣泛，有多種不同性能的CPU和豐富的多功能的I/O擴展模塊，當任務性能要求擴大且功能復雜時，可以隨時增加模塊對PLC系統進行擴展。

（3）5525半自磨機的PLC系統：

5525半自磨機選用的是SIMATIC的S7-300，CPU-2DP，主要技術指標：

存儲器RAM 128KB

執行時間 0.1μS

S7計數器 256個

S7定時器 256個

位存儲器 2048字節

數據塊 1023塊

工作溫度 0～60℃

本磨系統的PLC選用兩個基板，共安裝11個模塊。

其中：

CPU 313C-2DP，1塊

PS 電源， 5A 1塊

IM365接口模塊，1套

數字量輸入模板4塊：16點（6ES7 321-1BH02-0AA0）6塊

數字量輸出模板2塊：16點（6ES7 322-1BH01-0AA0）2塊

模擬量輸入模塊1塊：（6ES7331-7KF02-0AB0）3塊

并配有觸摸屏TP900（6AV2124-0JC01-0AX0）

（4）根據工藝要求

使用用S7-300系統的編程軟件，編制5525半自磨機控制程序，載入CPU模塊中，程序的啟動和停止順序如圖1和圖2所示。

當有報警時，本系統軟件都能通過程序編寫，將信號反饋到觸摸屏上。方便現場調試及日常維護工作的要求。

此控制系統采用的是SIMATIC TP900觸摸屏，PLC和觸摸屏通過RS232串口進行通信。利用人機界面操作監控系統，對PLC中的實時數據進行顯示、處理紀錄從而滿足各種監控要求。

4 結束語

5525半自磨機PLC控制系統經現場調試驗證，選型合理，工作可靠，滿足半自磨機本身和控制工藝要求，用戶及項目專家均表示滿意，本文在調試試車成功后完成。該系統的組成及PLC控制程序在其他規格的磨機上或其他機型的PLC，均有可靠的參考價值。該系統操作簡單，可靠性高，維護方便。