西門子S7-200PLC在混酸工藝中的應用

郭毅波

西門子S7-200PLC在混酸工藝中的應用

郭毅波

印刷版在涂布感光液前需要經過對鋁板基表面處理的生產流程，其中電解砂目工藝很重要，若處理不好，對下道工序及曬版，印刷質量都有影響。實踐證明，細密均勻的砂目有利于提高印版分辨力，能再現圖文的細微層次并建立良好的吸附基礎，提高耐印力。而電解液對砂目的質量影響是重要的一環，以前我們主要是以單一的鹽酸作為電解液，但細密和均勻度與理想值有差距；隨后經試驗發現，利用鹽酸和稀硫酸的混合電解液，能大幅提高砂目性能，從而也使板材質量得到進一步提高；本文就是介紹如何利用西門子S7-200PLC實現混酸的自動配比和補加，以滿足工藝要求，提高電解砂目性能。

系統概述

利用電導儀控制稀硫酸的濃度，達不到電導值時，氣動隔膜閥打開，加酸3秒，停2分鐘，循環反復加酸，直到酸濃度達到電導儀控制的數值；液位計控制加水量，儲槽液位不到高位，氣動球閥打開一直循環反復加水，每加30秒，停2分鐘，直到達到高液位停止加水，再等儲槽液位下降到中液位時，從新開始循環補加水；低液位時泵停，以防燒泵，同時控制整個系統停止補加，泵啟動后，延遲30秒開始加酸；低液位時，指示低液位燈亮，加水時加水指示燈亮；硫酸的來源從氧化工藝循環泵管線獲取。

控制方案設計

硬件設計：使用電導儀，流量計和液位計，實現對槽液的即時檢測，把信號傳給PLC，經過PLC的邏輯運算后，輸出信號，給執行機構泵和氣動閥，實現精確控制。

圖1 控制圖

系統硬件組成：

A. 儀器儀表部分

數顯式電導儀

三位控制液位計

氣動隔膜閥

氣動球閥

轉子流量計

B. 電氣部分

西門子S7-200PLC

兩臺3KW 電機

直流供電模塊

空氣開關

交流接觸器

按鈕

指示燈

確定控制系統的輸入輸出信號：根據被控對象對控制系統的功能要求，明確控制對象輸入輸出信號的類型及信號數值范圍。

A.控制對象的類型：

輸入信號：儲槽液位，電導值，按鈕；輸出信號：指示燈，泵的輸出 ，電磁閥；輸入輸出信號全為數字開關型變量。

B.控制對象的數值范圍：

外部輸入信號電壓等級為DC24V, 外部負載電壓等級為：氣動閥DC24V, 指示燈AV220V, 電機泵AC380V;

PLC選型：依據輸入輸出信號，被控對象的要求以及所需I/O信號的點數，考慮穩定性，擴展以及通信等因素，根據技術指標，考慮到本設計的實際情況，選擇西門子S7-200系列CPU226 AC/ DC/ 繼電器型PLC。

I/O地址的分配：通過對輸入輸出設備的分析分類和整理，進行相應的I/O地址分配，應盡量將相同類型的信號，相同電壓等級的信號地址安排在一起，以便施工和布線。

控制程序設計：按照控制系統的要求進行PLC程序設計，是工程項目的設計核心。本應用主要是采用計算機，利用安裝S7-200專用編程軟件STEP7-Micro/ WIN32，采用梯形圖來進行程序的編制（程序省略）。

圖2

硬件安裝與連接及現場調試

硬件安裝。配電盤柜內安裝PLC導軌機架，并裝好CPU;同時布置好空氣開關、接觸器、直流電源、繼電器、接線端子、按鈕、指示燈等硬件并安裝到位。儀器儀表部分，按照控制位置，安裝到位。

接線。主回路，按照一般電氣控制原理圖接線，PLC的I/O接線圖，如圖2。

現場調試。主回路與控制回路以及PLC線路連接完成后，認真檢查，確認無誤后，送電，先進行控制回路的調試，完成后，再主回路送電進行系統調試；經過現場調試，對相關參數進行修正后，經過一段時間的運行，系統穩定性良好，酸的濃度達到了精確控制，完全滿足了工藝生產要求，達到了理想的效果，對版材砂目性能以及整個版材質量都有了很大的提高。

（作者單位：航天科技集團樂凱華光印刷科技有限公司）