SMART200西门子PLC用于混凝土运输车

根据混凝土输送泵车的工艺流程及控制要求，设计了一套基于SMART200西门子PLC的控制系统；结合现场控制工艺需求，分析了硬件配置以及软件控制流程；经过实际生产中的应用，该控制系统工作稳定，，满足工艺需求。

1、项目简介

随着建筑行业的智能化程度越来越高，很多建筑机械已经代替了人工作业，大大的提高了工作效率，降低了人力成本的支出。混凝土输送泵，又称混凝土泵，由泵体和输送管组成。它是一种利用压力，将混凝土沿管道连续输送的机械，主要应用于房建、桥梁及隧道施工。目前主要分为闸板阀混凝土输送泵和S阀混凝土输送泵。为了提高输送泵的移动性，一般将泵体装在汽车底盘上，再******可伸缩或屈折的布料杆，构成输送泵车。

●主要结构及泵送原理，以下以中谷电气通常配套的混凝土输送泵为例，介绍其结构特点与泵送原理：

结构： WF型混凝土输送泵由料斗、泵送系统、液压系统、清洗系统、电气系统、电机、行走底盘等组成。

泵送机构由两只主缸水箱、换向装置、两只混凝土缸、两只混凝土活料斗、分配阀(S形阀)、摆臂、两只摆动油缸和出料口组成。

原理： 混凝土活塞分别与主油缸活塞杆连接，在主油缸液压油作用下，作往复运动，一缸前进，则另一缸后退；混凝土缸出口与料斗连通，分配阀一端接出料口，另一端能过花键轴与摆臂连接，在摆动油缸作用下，可以左右摆动。

泵送混凝土料时，在主油缸作用下，混凝土活塞前进，混凝土活塞后退，同时在摆动油缸作用下，分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通。这样混凝土活塞后退，便将料斗内的混凝土吸入混凝土缸，混凝土活塞前进，将混凝土缸内混凝土料送入分配阀泵出。

当混凝土活塞后退至行程终端时，触发水箱中的换向装置，主油缸1换向，同时摆动油缸换向，使分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通，这时活塞后退前进依次循环，从而实现连续泵送。

反泵时，通过反泵操作，使处在吸入行程的混凝土缸与分配阀连通，处在推送行程的混凝土缸与料斗连通，从而将管路中的混凝土抽回料斗。

泵送系统通过分配阀的转换完成混凝土的吸入与排出动作，因此分配阀是混凝土泵中的关键部件，其型式会直接影响到混凝土泵的性能。 

2、方案确定

随着公司发展壮大，许多产品开始销往海外，为了进一步的开拓市场，占有*，要求设备本身具有较高的稳定性，可靠性，电气元件也需选择度较高，稳定性可靠的品牌，而西门子是zui大的电子和电气公司之一，在工业，能源，医疗和城市基础设施领域世界。同时混凝土输送泵车要求设备CPU要有较高的运算速度，SMART200PLC的布尔指令运算速度仅为0.15us，与S7-200西门子PLC相比提高了近1/3；同时SMART200plc以太网口及MicroSD卡的使用也解决了卖出设备的升级时程序更新的不便。 

方案1、控制器选用西门子PLC型号SR20，属于SMART200PLC标准型CPU，继电器输出，220V供电，12输入/8输出，恰巧满足现有需求。

方案2、控制器选用西门子PLC型号CPU224cn订货号6ES7214-1BD23-0XB8 ，属于CPU224CNCN标准型CPU，继电器输出，220V供电，14输入/10输出，输入点超出2点，输出点也超出两点，*现有需求。

综合考虑一下，无论是产品性能，价格，还是MT6100iv5软件易用性等其它方面，SMART200PLC都具有相当的优势，zui终决定选择方案一

3、产品硬件配置 

电气控制产品硬件配置

原设备所需的控制点数为数字量输入12点，数字量输出8点，恰巧贴合西门子SMART PLC SR20的12DI/8DO点数，输入输出的主要点为正泵、反泵、远控/近控、主缸进/退、摆缸进/退、高压/低压、电机启动/停止、接近开关*2、电磁阀*4、指示灯运行指示。 

PLC选型配置表：

SMART200西门子PLC模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到西门子PLC中，方便快捷，省去了编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU 模块、威纶触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。

SMART200PLC具备SD卡读写功能，集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可实现程序的更新和西门子PLC固件升级。只需将程序写入SD卡，插入西门子PLC后上电，即可完成程序的写入，无需电脑及编程线的使用。客户的程序很多台机器都相同，使用此功能有两方面优势，一是不用带PC机即可下载PLC程序，二是大大节省了工程师下载程序所用时间。 

4、软件设计

4.1 PLC程序设计

1、SMART200西门子PLC的程序开发主要包括电动机启动程序、运行指示，接近开关功能等。

1） 电机启动：

这是电动机启动停止的程序，I0.0为电动机启动信号，通过检测脉冲信号即让M0.0置位，然后进行星型启动，同时定时器T37运行，8S后由星型启动转变为三角形启动，至此电动机启动完成。

2） 运行指示：

这是正泵，反泵的运行指示，M3.0是远近空正泵触发中间标志位，驱动Q0.2正泵指示；M3.1是远近空反泵触发中间标志位，驱动Q0.3正泵指示

3）接近开关实现正反泵：

该部分是通过两个传感器（接近开关）I1.0，I1.1检测主油缸开到位，关到位，并实现正反泵的交替运行（主油缸由两套液压缸及两套物料缸组成，主要工作原理为：1号液压缸带动1号物料缸正泵运行时从料斗中吸料，当传感器检测到主油缸开到位后，通过程序控制摆缸摆到1号物料缸，然后1号液压缸带动1号物料缸反泵运行，将1号物料缸中的料进行物料泵送）