介紹S7-200系列西門子PLC在旋挖鉆機(jī)上應(yīng)用。
摘要：本文針對(duì)中聯(lián)重科旋挖鉆機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)中采用的西門子S7-200系列PLC，介紹了S7-200系列PLC的主要特點(diǎn)及在旋挖鉆機(jī)上應(yīng)用的主要功能。
一、簡(jiǎn)介
ZR200型旋挖鉆機(jī)是湖南省長沙市長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司（簡(jiǎn)稱中聯(lián)重科）自主研制開發(fā)的一種建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械。中聯(lián)重科是我國工程機(jī)械制造業(yè)的龍頭企業(yè)，主要從事建筑工程、能源工程、交通工程等國家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程所需重大高新技術(shù)裝備的研發(fā)制造。
中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機(jī)是一種大口徑樁基工程的高效成孔設(shè)備，采用卡特彼勒專用可拓展履帶底盤、自行起落折疊桅桿、可伸縮鉆桿和液壓先導(dǎo)控制。具有自動(dòng)檢測(cè)孔深、垂直度自動(dòng)調(diào)整、回轉(zhuǎn)自動(dòng)定位、彩色液晶觸摸屏直接監(jiān)控顯示工作狀態(tài)參數(shù)和防誤操作的邏輯功能控制，是大口徑樁基礎(chǔ)工程的 理想的成孔設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在相同的地層中，旋挖鉆機(jī)的成孔速度是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的5～10 倍。在國外發(fā)達(dá)國家旋挖鉆機(jī)早已作為灌注樁的主要施工機(jī)種。近幾年旋挖鉆機(jī)在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于鐵路、公路橋梁、市政建設(shè)、高層建筑等地基礎(chǔ)鉆孔灌注樁工程。右圖為中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機(jī)照片。
ZR200型旋挖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC的CPU224主模塊、EM223擴(kuò)展模塊及EM222擴(kuò)展模塊各一個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋挖鉆機(jī)液壓系統(tǒng)電磁閥的自動(dòng)控制、外部傳感信號(hào)檢測(cè)及與液晶觸摸屏通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面等功能。
二、控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
旋挖鉆機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外部傳感裝置分布較多、各機(jī)構(gòu)動(dòng)作邏輯性強(qiáng)，且作業(yè)時(shí)工況惡劣、機(jī)身振動(dòng)強(qiáng)烈，需要設(shè)計(jì)采用質(zhì)量可靠、功能豐富的控制部件以完成其控制功能。同時(shí)操作人員也需要通過清晰、直觀的人機(jī)界面對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的掌握與控制。
通過選型對(duì)比，設(shè)計(jì)方案上采用西門子S7-200系列PLC作為控制系統(tǒng)的核心實(shí)現(xiàn)對(duì)旋挖鉆機(jī)的全面控制、日本PROFACE 品牌GP系列液晶觸摸屏作為人機(jī)界面對(duì)話設(shè)備，與外部傳感裝置、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成機(jī)電液一體化系統(tǒng)。下圖為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：
觸摸屏作為人機(jī)界面對(duì)話設(shè)備，主要進(jìn)行鉆進(jìn)深度、回轉(zhuǎn)角度的顯示、深度設(shè)置、時(shí)間校對(duì)、及實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能切換、按鈕、指示、系統(tǒng)調(diào)試等功能。共設(shè)有：主作業(yè)畫面、參數(shù)設(shè)置畫面、報(bào)警記錄畫面、系統(tǒng)調(diào)試畫面。其中主作業(yè)畫面是操作人員工作時(shí)的主要對(duì)話界面。
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