基于西门子S7—300PLC自动上梗电控系统的设计

　　摘要：文章所探讨的控制系统采用的S7-300PLC是德国西门子公司可编程控制器的主流产品，PLC是该系统的控制中枢。子站采用西门子ET200S，通过Profibus-DP总线将现场设备连接到控制装置，代替过去繁杂的电缆连接。系统投入使用后，实现了洗梗工序根据所需物料量的多少对烟梗自动拆包、上梗和启停，提高了产品质量，降低了现场操作人员劳动量。

　　关键词：西门子；S7-300PLC；自动上梗系统；Profibus-DP总线

　　中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0005-02

　　1 存在的问题

　　烟草制梗丝所用的烟梗由现场操作工抬到皮带输送机上，然后经风力送到洗梗喂料机处。按每天计划投料10000kg烟梗，每包50kg计算，每班操作工需要抬200多包，劳动强度大。由于上梗机与洗梗设备相距100m，主要靠两地操作人员巡查联系，生产中联系不及时就会出现上梗量过大，烟梗堵塞在风送管道中造成生产中断，影响在制梗丝切丝质量和水分稳定性。

　　2 技术方案

　　（1）设计自动上梗机，实现对烟梗的自动吊装、运输和上梗，由人工抬包实现为机械输送，以减少现场操作人员劳动强度。

　　（2）设计自动拆包卸梗机，实现对烟梗的自动拆包，消除割包时操作人员易割伤手安全隐患。

　　（3）电气控制系统的设计。在上梗生产现场安装两个电控柜，一个用于安装PLC、各种控制模块；另一个用于安装控制现场各电机的馈电器及本地开关。

　　（4）通过PLC实现对风送烟梗根据洗梗工序所需物料量的多少自动停止和启动。

　　（5）在PLC中设计运行控制程序，具备自动、手动、联机、网络诊断和报警功能。

　　3 方案实施

　　3.1 设计制作自动上梗机

　　设计的自动上梗机由“工”字型钢轨道和电动葫芦两部分组成。

　　3.1.1 钢轨道的选型。根据现场空间和吊装输送的要求，“工”字型钢轨道选用150mm“工”字型钢，上面焊接16mm钢筋用以加固轨道，两端焊接限位块，起到安全限位作用。“工”字型钢轨道的长度贯穿整个烟梗存放区，以便对远距离的烟梗进行输送，达到自动上梗的目的。

　　3.1.2 电动葫芦的选型。根据投料烟梗50kg/包的情况，以每次吊起3包共150kg为限，考虑安全系数选择载重为0.5吨电动葫芦。

　　3.1.3 上梗机工作原理。控制手柄上装有上下、前后、停止按钮，按下“上下”按钮，钢钩挂着物料可上下运行；按下“前后”按钮，钢钩挂着物料沿着钢辊道可前后运行。

　　3.2 设计制作自动拆包卸梗机

　　设计的自动拆包卸梗机由三条传送带传送梗包，中间是一条350mm宽的输送带，两边为300mm×1700mm的输送带，中间的输送带和两边的输送带之间有一空隙，安装有切割刀。整个设备的运行由PLC通过光电开关进行控制。当烟梗包放在输送带上遮挡着光电开关时，皮带在电机减速机的驱动下开始向前运行，旋转的切刀对梗包进行切割；当皮带机上无物料时，设备自动停止运行。为避免安全事故的发生，在切割机构上装有安全保护装置，以消除安全隐患。