S7-1200 在燒結爐上的應用

項目簡介

本項目是我公司和 某硬質合金設備廠聯合開發的一款新型一體化燒結爐。硬質合金一體化真空燒結爐是一種燒結集硬質合金脫蠟、燒結于一體的壓力燒結爐。該設備主要由水環泵、真空泵、爐體、冷卻塔等設備構成。整個設備全部放置在廠房內，基本環境比較好，只是因為要燒掉多余用于脫蠟的氫氣，所以廠房內溫度頗高，最高溫度時可以達到45℃以上。SIMATIC S7-1200PLC經受了高溫的考驗，取得了穩定運行的效果。

工藝流程介紹

硬質合金一體化燒結爐是一種綜合性的真空燒結爐，對于不同的產品有不同的工藝，本文只介紹一種燒結模式的工藝過程，主要由檢漏、燒結、真空燒結、脫臘幾部分構成。這種燒結爐加工一爐產品約為30多個小時，一般一個工人巡檢好多臺爐子的工作，因此爐子的工作過程是全自動除了出現故障報警外，是全自動無人工干預的。下面是微正壓氫氣脫臘的工藝流程方框圖。

方案確定

這種燒結爐以前一直使用S7-300PLC作為主要控制器，在競爭日趨激烈，為了節約成本，我們選擇了功能接近S7-300，價格優惠的S7-1200 PLC作為控制器，取代原來的S7-300PLC，以前300的配置和上位機走DP通訊還必須加一個CP5611通訊卡，現在S71200自帶TCP/IP，這樣就節省了費用，而且連接方便。客戶有時修改程序也不需要找PC 適配器。

產品硬件配置

該部分主要對整個項目中圍繞SIMATIC S7-1200的產品硬件設計作詳細的說明。最好配以帶有SIMATIC S7-1200控制柜或者產品的圖片加以說明。

S7-1200的配置表

軟件開發

I/O地址分配表

軟件設計的核心部分在于配方工藝的實現以及在燒結的過程中溫度的控制和氣氛的控制以及出現斷電后程序上怎么來保護。因為在燒結的過程中由于原材料貴，溫度高，氣氛復雜，如果溫度控制的不好，整個產品就有可能廢掉，對工廠造成很大的損失。

首先我們來談談配方工藝的實現：

配方是根據廠家多年來總結的技術數據，來燒結不同的合格產品。程序主要是實現這些數據的輸入和下載，修改，保存等，因為當時為了節約成本，沒有購買西門子的用戶管理，全部要自己編程完成，方便靈活。

溫度的控制要求是很高的，要求每分鐘上升10讀且控制誤差在1度范圍之內。利用了西門子S7-1200的PID調節技術。氣氛的控制：這個需要有很嚴格的控制，因為硬質合金如果氣氛控制的不好的話，燒結出的產品就達不到要求。氣氛的控制取決于工藝和保護措施，因為存在危險氣體，所以爐體和程序都要做到保護。當爐體壓力達到一定值，如果元氣件損壞，爐體要自動釋放壓力，如果突然斷電，要迅速把所有閥門關上，爐門要關上。

應用體會

通過對S7-1200控制器的使用，感覺S7-1200在成本上還是節約了不少，再加上采用TCP/IP協議，出差調試方便，不需要帶專業電纜。

意見與建議

S7-1200控制器和WinCC走OPC通訊時，訪問DB塊和M區的數據有點麻煩，不能直接對應地址連接，沒有S7-300的方便。