西门子S7-200PLC在混酸工艺中的应用

郭毅波

西门子S7-200PLC在混酸工艺中的应用

郭毅波

印刷版在涂布感光液前需要经过对铝板基表面处理的生产流程，其中电解砂目工艺很重要，若处理不好，对下道工序及晒版，印刷质量都有影响。实践证明，细密均匀的砂目有利于提高印版分辨力，能再现图文的细微层次并建立良好的吸附基础，提高耐印力。而电解液对砂目的质量影响是重要的一环，以前我们主要是以单一的盐酸作为电解液，但细密和均匀度与理想值有差距；随后经试验发现，利用盐酸和稀硫酸的混合电解液，能大幅提高砂目性能，从而也使板材质量得到进一步提高；本文就是介绍如何利用西门子S7-200PLC实现混酸的自动配比和补加，以满足工艺要求，提高电解砂目性能。

系统概述

利用电导仪控制稀硫酸的浓度，达不到电导值时，气动隔膜阀打开，加酸3秒，停2分钟，循环反复加酸，直到酸浓度达到电导仪控制的数值；液位计控制加水量，储槽液位不到高位，气动球阀打开一直循环反复加水，每加30秒，停2分钟，直到达到高液位停止加水，再等储槽液位下降到中液位时，从新开始循环补加水；低液位时泵停，以防烧泵，同时控制整个系统停止补加，泵启动后，延迟30秒开始加酸；低液位时，指示低液位灯亮，加水时加水指示灯亮；硫酸的来源从氧化工艺循环泵管线获取。

控制方案设计

硬件设计：使用电导仪，流量计和液位计，实现对槽液的即时检测，把信号传给PLC，经过PLC的逻辑运算后，输出信号，给执行机构泵和气动阀，实现精确控制。

图1 控制图

系统硬件组成：

A. 仪器仪表部分

数显式电导仪

三位控制液位计

气动隔膜阀

气动球阀

转子流量计

B. 电气部分

西门子S7-200PLC

两台3KW 电机

直流供电模块

空气开关

交流接触器

按钮

指示灯

确定控制系统的输入输出信号：根据被控对象对控制系统的功能要求，明确控制对象输入输出信号的类型及信号数值范围。

A.控制对象的类型：

输入信号：储槽液位，电导值，按钮；输出信号：指示灯，泵的输出 ，电磁阀；输入输出信号全为数字开关型变量。

B.控制对象的数值范围：

外部输入信号电压等级为DC24V, 外部负载电压等级为：气动阀DC24V, 指示灯AV220V, 电机泵AC380V;

PLC选型：依据输入输出信号，被控对象的要求以及所需I/O信号的点数，考虑稳定性，扩展以及通信等因素，根据技术指标，考虑到本设计的实际情况，选择西门子S7-200系列CPU226 AC/ DC/ 继电器型PLC。

I/O地址的分配：通过对输入输出设备的分析分类和整理，进行相应的I/O地址分配，应尽量将相同类型的信号，相同电压等级的信号地址安排在一起，以便施工和布线。

控制程序设计：按照控制系统的要求进行PLC程序设计，是工程项目的设计核心。本应用主要是采用计算机，利用安装S7-200专用编程软件STEP7-Micro/ WIN32，采用梯形图来进行程序的编制（程序省略）。

图2

硬件安装与连接及现场调试

硬件安装。配电盘柜内安装PLC导轨机架，并装好CPU;同时布置好空气开关、接触器、直流电源、继电器、接线端子、按钮、指示灯等硬件并安装到位。仪器仪表部分，按照控制位置，安装到位。

接线。主回路，按照一般电气控制原理图接线，PLC的I/O接线图，如图2。

现场调试。主回路与控制回路以及PLC线路连接完成后，认真检查，确认无误后，送电，先进行控制回路的调试，完成后，再主回路送电进行系统调试；经过现场调试，对相关参数进行修正后，经过一段时间的运行，系统稳定性良好，酸的浓度达到了精确控制，完全满足了工艺生产要求，达到了理想的效果，对版材砂目性能以及整个版材质量都有了很大的提高。

（作者单位：航天科技集团乐凯华光印刷科技有限公司）