基于西门子S7_200PLC的自动注胶控制系统_杨燕明

2013年第34期工业技术科技创新与应用基于西门子S7-200PLC 的自动注胶控制系统杨燕明（广东工贸职业技术学院，广东广州510510）1西门子S7-200PLC 介绍西门子S7-200是西门子公司开发出来的一款功能强大的可编程控制器（PLC）。

S7-200系列PLC 一般可以分为简易型和智能型。

简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。

智能型编程器由于采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件安装在计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大。

西门子S7-200具有操作简便的硬件和软件，并成功的应用在各行各业中，促进了企业的自动化生产制造。

2系统控制要求注胶自动控制系统的主要功能是完成给铝片自动注胶。

当自动供料系统提供铝片后，铝片经过位置调整机构调整位置后进入了注胶环节，注胶装置在PLC 的精准控制下，给铝片上面均匀的注入一定量的胶，最后由扣腔体装置把腔体扣到铝片上面，并通过收料系统完成自动收料功能。

整个运行过程不但效率高，还要达到规定的工艺要求和系统工作可靠稳定。

为了提高系统的人性化设计，方便人员操作系统简便，本系统还采用了触摸屏作为人机交互的主要通道，通过触摸屏给PLC 输入不同的外部参数，还可以大大提高了系统的环境适应性。

自动注胶控制系统要求设计简单，占用空间小，利于操作和日常维护。

为了减少车间的噪音，对系统中噪音比较大的腔体供料装置采取了隔音措施。

3自动注胶控制系统结构设计自动注胶控制系统主要由铝片供料装置，铝片定位装置，注胶装置，腔体供料装置，扣腔体装置，自动收料装置，传动机构，气动装置和PLC 控制装置组成。

结构如图1所示图1自动注胶控制系统结构3.1铝片供料装置铝片供料装置采用料筒、步进电机和气动送料机构配合来完成送料任务。

步进电机推动料筒里面的铝片一个一个的上升，然后由气动送料机构把铝片吸到工装上面。

供料装置采用两个料筒轮换，当一个料筒里面的铝片送完就由PLC 检测并自动控制切换到另外一个料筒供料，这样设计可以让设备不停止的运行，消除了加料所造成的时间浪费，大大提高了生产效率。

3.2铝片定位装置铝片定位装置由步进电机、光纤传感器等组成。

PLC 控制步进电机带动铝片转动，并通过光纤传感器时刻监测铝片的位置来控制步进电机的启动和停止，最终完成铝片定位功能。

3.3注胶装置注胶装置是整个系统的功能核心。

许多注胶机普遍存在胶量不稳定不均匀的问题，本系统采用了专业厂家生产成熟的注胶控制装置，加装在本系统中，由PLC 自动控制完成注胶功能。

经过长时间运行实际，注胶胶量稳定并达到工艺要求。

3.4腔体供料装置腔体供料装置采用震动送料盘的方式，腔体在震动送料盘中沿着轨道慢慢输送到出口位置，经滑道滑入腔体定位工装上，步进电机带动腔体旋转，PLC 通过光纤传感器检测到腔体缺口并自动控制电机停止运转，完成整个腔体定位过程。

3.5扣腔体装置扣腔体装置主要由气动元件组成，在PLC 的控制下，控制夹爪气缸把腔体夹住，然后通过旋转气缸完成腔体翻转动作，夹爪气缸把腔体释放并扣在铝片上面。

3.6自动收料装置完成了整个工序，然后由自动收料装置把铝片和腔体一起放在收料盘，收料盘采用两个工装轮流使用，当一个收料盘装满了，自动更换另外一个收料盘，这样设备可以不停止的运转，消除人工回收的时间。

3.7传动机构传动机构主要是一个转盘，由步进电机带动，控制各个工装的圆周移动来完成各种不同的工序。

3.8气动装置气动装置主要把气源能量装置提供的具有一定压力的气体经过气动三元件为各个工装的动作提供动作的功能实现，它的动作元件主要有夹爪气缸、推动气缸、旋转气缸和真空吸嘴等部件，在PLC 的控制下完成了各个工装的动作实现。

3.9PLC 控制装置本系统采用西门子S7-200PLC ，它通过光纤传感器、磁性开关、光电开关等信号监测系统的运行状态，并且自动控制各个功能部分按工艺要求有序工作。

4软件设计本系统通过把触摸屏技术和PLC 技术控制结合起来，实现了系统的自动化控制和人性化设计。

触摸屏使用了西门子MP277触摸屏，并采用WINCC FLEIXBLE 软件对触摸屏进行功能设计。

当手指触摸到触摸屏上的图形时，可发出摘要：在自动注胶机的系统设计过程中，通过了采用西门子S7-200PLC ，实现了铝片上料，铝片定位，自动注胶，腔体上料，执行扣腔体等自动化操作过程。

本系统具有工艺好，操作简便和可靠性高的优点，实践证明，本系统大幅度提高了生产效率和降低成本，符合现代企业自动化生产的发展要求。

关键词：西门子S7-200；PLC ；注胶机；自动化图2用户程序82--2013年第34期工业技术科技创新与应用新型潜流多头熔炼连续铸造技术与装备陈伟（汕头华兴冶金设备股份有限公司，广东汕头515000）随着科技的不断发展，铸造技术水平也在不断的完善和发展，尤其是近年来开发出的一种新型潜流多头熔炼连续铸造技术，被逐步地投入到铜合金的熔铸生产过程中。

这种技术是在传统熔铸技术的基础上进行创新。

新型的铸造技术能有效地降低冶炼中原材料的消耗，保证铸件的质量，使行业发展更加适应现代化生产的要求，推动行业快速健康的发展。

1新型潜流多头熔炼连续铸造技术1.1潜流多头熔炼连续铸造技术的兴起和发展到20世纪末世界各国采用感应电炉技术来熔炼和铸造铜合金，其主要的工装为一至两个熔炼炉和一个对应的保温铸造炉，两种炉之间通过一根管道实现熔体的转移，从而实现熔炼与连续铸造的过程。

这种熔炼模式在熔体转移过程中很容易受到高温的影响，而导致熔体的流失，也会降低熔炼质量，还会造成原材料的损耗。

于是随着科技的不断发展，技术人员对这种装置进行创新，工作人员结合铜合金熔铸生产的实践经验，改变传统的分体设计思维，将熔炼炉与保温炉设计连为一体，并完善其辅助的基本装备，极大地提高了熔铸技术水平，同时有效地降低能耗，提高熔铸的经济效益和社会效益。

1.2新型潜流多头熔炼连续铸造技术的创新新型潜流多头熔炼连续铸造技术在结构上具有很大的创新，采用熔炼炉和保温炉连体的集中结构设计。

这种结构原理是：当熔炼炉中原料熔炼结束后，再利用液体液位的差能，通过潜流转流装置实现熔体的转移，从而完全满足铜合金熔铸的基本要求。

这种结构在熔体转流的时候不需要熔炼炉的倾斜和转动，使炉体结构更加简单，同时还能简化装备，在转流的时候也不需要使用液压倾动机构。

这种技术在供电时，可以将感应器水冷电缆改用铜排供电，铜排供电能有效地减少资金投入，从而节约铸造成本，增加行业的经济效益。

此外，熔炉的固定不变，不仅能延长熔炉的使用寿命，并且为熔炼过程中烟气的收集和环保处理奠定基础。

1.3主要技术和机构设计新型潜流多头熔炼连续铸造技术采用独特的间歇式潜流转流技术，通过在两炉之间安装一个管道，并且在管道口处安装一个阀门装置，在熔体转流时通过液位的高低来控制开关开启。

当熔炼结束后始终保持熔体在两炉底间流动，这样就能有效地避免熔体与空气的接触，从而有效地减少转流时的热量损耗和易发挥金属的流失，还能确保转流的稳定性。

间歇式潜流转流技术的关键就在于潜液转流装置的结构设计和材料的使用。

还有高效的一流多头连铸技术，相对于传统的连铸技术而言，这种新型的技术在结构中采用了多头连铸设备，在一根结晶器上安装多根引锭杆，使连铸效率得到成倍的提高。

这种一流多头连铸技术打破常规的思维，将熔铸变得更加简单，具有很强的实用性，其最佳效果可以使一台炉子同时生产64根不同规格的棒材。

这种多头连铸技术，其每流之间互不干扰，工艺参数可以随机调整，因此其自动化程度高。

由于每流的规格可以各不相同，极大地提高了劳动效率和生产安排的灵活性。

这种结构设计中有一种高效的多面多流保温层。

这主要是由于目前五金和电器行业的不断发展，市场上对铜合金规格的需求也越来越多样，传统的单面布置二流铸造连铸生产无法满足市场需求，于是工作人员结合市场需求和生产经验，设计出高效的多面多流保温结构，极大地降低消耗，节约铸造成本。

多面多流是将保温设计为多面结构，呈放射状分布，每个面有个流转管道，目前这种结构已经发展到七面十六流，使铸造水平得到提高，推动着铸造行业向大炉型生产模式发展。

2新型潜流多头熔炼连续铸造的装备2.1环保型烟气处理装置传统的熔铸技术采用的是钟罩式集尘罩，这种装备很容易受到环境风的影响，集尘效率低。

在新型潜流多头熔炼连续铸造技术中采用了环保型烟气处理装置，它在炉口设置了厨式密集尘罩，将整个熔铸过程封闭在一个空间内，并且在厨式密集尘罩后部设置了旋风和布袋等综合除尘环保系统，极大地提高了烟气收集和处理的效果，实现清洁生产。

2.2熔炼炉与保温炉这是主要的熔铸装备，在熔铸过程中，首先将原材料放入熔炼炉中，当熔炼达到一定程度时，经过潜液转流装置，将熔体转移到保温炉中，然后熔体停留在保温炉中，然后将熔体转入所需要的结晶器中，拉制出合格的铸坯。

2.3潜液转流装置潜液转流装置是新型潜流多头熔炼连续铸造技术中最主要的装备之一，直接决定着熔炼的质量，潜液转流中如何有效控制转流装置的密封性具有重要的作用和意义，密封程度好就能减少熔体与空气的接触，从而降低熔体在转流过程中的损耗。

2.4多头连铸杆连铸杆是在保温炉出口处的一个装备，根据新型潜流多头熔炼连续铸造技术的结构特点设计，目前使用的一流多头连铸杆有φ8-28mm每流产4头、φ29-35mm每流产2头以及φ36mm每流产1头的不同规格。

多头连铸棒杆不仅适用于圆棒，还能用于型棒，在一般生产中，最经常使用的是φ8-60mm规格的连铸杆。

3结束语综上所述，新型潜流多头熔炼铸造技术对实现铜合金熔铸行业高效节能发展具有重要的战略意义，其技术上得到创新，能有效地减少生产耗能、操作简单、系统化程度高，符合国家节能减排行业发展标准，极大地提高铸造技术水平和质量。

新型潜流多头熔炼铸造技术的结构设计合理，将熔炼炉与保温炉连体，增强结构的稳定性，从而满足铸造时所需的基本条件。

同时，这种技术采用独特的间歇式潜流转流技术，在保证铸造质量的同时，降低了能源的损耗，极大地改善了工作环境，该技术具有推广和广泛使用的实际价值。

参考文献[1]王永如.用潜流多头连续铸造生产铜合金技术[J].铜加工，2012(01).[2]李金柱，衣登.镁合金半连续铸造技术的研究与展望[J].铸造技术，2013(03).[3]丁红珍，王荣发.连续铸造技术制备梯度功能材料的研究进展[J].钦州学院学报，2010(01).摘要：随着国家经济的不断发展以及科技水平的不断进步，各种新原料、新工艺被开发和利用，极大地推动着铸造技术的发展，且使铸造基础设备也得到不断完善。

目前节能减排已成为铜合金熔铸行业发展追求的重要目标之一。