引言:

    鋼絲捆扎機是我國在消化、吸收國外先進技術，結合我國具體情況自行設計、制造的一種適合棒管材生產線的鋼材包裝產品。其控制系統主要采用西門子S7-200型可編程控制器作為核心控制元件。控制系統的各類主令設備和檢測元件信號直接接到PLC的輸入端，再通過PLC的輸出端控制繼電器控制電磁閥線圈和指示燈的通斷，進而控制電磁閥和電機，以保證各種動作準確完成。

1 鋼絲捆扎機結構及控制系統原理

    1.1 鋼絲捆扎機結構

    鋼絲捆扎機主要由捆扎機頭、抽送絲導槽、機架、料判斷機構、導絲輪組、儲線倉、液壓系統、電控部分等組成。

    捆扎機頭是捆扎機的核心部分，由用于鋼絲送進的送抽絲裝置、帶剪刃的扭結裝置、絲端夾緊機構、以及推倒扭結裝置等組成。導槽裝置由導槽、液壓護板所組成。主要用于鋼絲從捆扎機頭送出后能準確無誤的再進入捆扎機頭扭結頭位置而設置的。機架是捆扎機的主體，捆扎機頭、導槽、導絲輪組、接近開關等各部分裝置均安裝在機架上。料判斷機構是為了防止無被捆物時而無操作動作扭以及調整時的安全而設置的。儲線倉是為了存儲捆扎鋼絲而設置的。液壓裝置是捆扎機的動力系統，包括油泵、油馬達、油箱、閥塊等裝置。

    1.2 控制系統原理

    1.2.1 液壓系統原理

    油泵通過吸油濾油器從油箱中吸入潤滑油。油泵輸出的壓力油通過高壓濾油器與高低壓溢流閥并聯。系統的壓力由高低壓溢流閥調節，最高工作壓力為12Mpa，最低工作壓力為8Mpa，高低壓的壓力轉換由H型電磁換向閥控制。送絲、抽絲、扭結、夾緊等動作由高壓控制。其余動作由低壓控制。各油缸的伸縮由電磁換向閥控制，在通常狀態下油泵處于卸載狀態。

    1.2.2 自動控制原理

    系統通電并啟動液壓站后，系統控制電磁閥開始送絲。送絲到位后，接近開關發訊，停止送絲，夾緊缸夾緊鋼絲，等待捆扎命令。收到捆扎命令后，機頭抬起。機頭抬起靠近要捆扎的物料，接近開關發出抬頭到位信號，同時，護板打開、系統控制抽絲。(若抽絲將鋼絲抽空則無絲接近開關發出無絲信號，開始第二次送絲)。抽絲時間約3.1S，時間到達后即完成抽絲動作。抽絲完成后，系統控制電磁閥開始反送，反送時間約0.3S。反送完成后，系統控制扭結頭開始扭結，扭結時間為1.5S。扭結完成后，機頭下降，系統接到下降到位接近開關的信號后停止下降。機頭下降的同時，系統控制扭結頭結復，延時時間1.5S。下降停止并且結復結束后，護板閉合。系統控制電磁閥開始送絲，等待下一個捆扎命令的到來。

    1.2.3 手動操作

    系統支持手動操作。在手動狀態下可以完成所有的單項動作，包括:送絲、上升、抽絲、扭結、結復、下降等動作。

2 PLC控制系統硬件設計

    2.1 PLC控制系統硬件

    PLC選用西門子S7-200系列的CPU224，該機集成了14輸入和10輸出共24路數字量I/0口，可接7個擴展模塊，具有13K字節程序和數字存儲空間，6個獨立的30KHZ高速計數器，2路獨立的PWM發生器，PID控制器，1個RS485通信/編程口，具有PPI通信協議，MPI通信協議和自由方式通信能力。擴展模塊選用EM223，16輸入、16輸出。

    2.2 PLC控制系統的I/0地址分配表
 

3 控制系統軟件設計

    S7-200 PLC的編程和數據傳輸可通過以下方式實現。一臺裝有SETP7-Micro/WIN軟件的Windows操作系統，該編程軟件功能強大，使用方便，簡單易學。PLC通過一根PC/PPI電纜與PC連接，在SETP7-Micro/WIN軟件下，建立與PC的在線聯系。這樣，就可以實現PC機與PLC之間的數據傳輸。

    S7-200 PLC程序的編寫不僅要考慮系統的正確運行，還要考慮系統的穩定性，需要經過現場調試來修改程序才能真正滿足系統實時控制要求。控制程序流程圖如圖(1)

4 結論

    本設計采用西門子S7-200系列的CPU224型PLC和擴展模塊EM223作為控制核心。完美的完成鋼絲捆扎所需要的各種動作，并實現自動控制打捆，取得了良好的效果。鋼絲捆扎機中應用S7-200 PLC使控制更簡便，程序改進也相當方便，更符合現場的使用要求和技術要求。