基于西門子S7－300 PLC的箍筋生產(chǎn)設(shè)備

建筑是人類生活的基礎(chǔ)設(shè)施和基本條件之一，隨著生活水平的提高和人類社會(huì)的發(fā)展，人們對建筑的需求越來越迫切，建筑工程的規(guī)模和數(shù)量在不斷增長。在我國的建筑行業(yè)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的建筑還占有相當(dāng)大的比重。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑中，鋼筋是整個(gè)建筑的骨架，它由主鋼筋和箍筋等構(gòu)成。箍筋的形狀和尺寸跟主鋼筋的設(shè)計(jì)有關(guān)系，并且它的用量要比主箍筋的用量多許多倍。但在現(xiàn)實(shí)的箍筋生產(chǎn)中，箍筋的生產(chǎn)有兩部分組成：一種是校直裝置，另一種是彎箍成型的裝置。當(dāng)前的簡易彎箍設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大批量、多品種的加工模式，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，人工成本很高。

二 S7-300簡介及硬件/網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

SIMATIC S7-300是德國西門子(Siemens)公司生產(chǎn)的模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。S7-300系統(tǒng)通過各種單獨(dú)的模塊之間的組合可進(jìn)行構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)；S7-300的指令系統(tǒng)具備高速（0.6~0.1μs）的運(yùn)算速度；S7-300支持用浮點(diǎn)數(shù)和反三角函數(shù)運(yùn)算，能夠有效地進(jìn)行更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；S7-300通過統(tǒng)一的Step 7軟件方便、簡單的給所有模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)賦值；S7-300具備多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300具備強(qiáng)大的通信功能，它多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)，多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

彎箍的過程中涉及到了大量的計(jì)算，我們需要一種能支持強(qiáng)大運(yùn)算功能的PLC，西門子的S7-300正好符合我們的要求。西門子的Step 7 ProfessionalV5.4 SP3 編程軟件支持LAD，STL和FBD三種編程語言，并且支持三種編程語言的混編，大大的提高了編程的效率。

所以針對箍筋生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)情況，考慮到使用環(huán)境為高粉塵、高電磁干擾，已超出了工控機(jī)的承受范圍，我們選擇了一種用先進(jìn)的、成熟的S7-300 PLC主要核心、以觸摸屏為人機(jī)界面（HMI）、以安川交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案進(jìn)行自動(dòng)化箍筋生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)。

以S7-300為核心的控制系統(tǒng)包含CPU314C-2DP（CPU）、FM354（驅(qū)動(dòng)牽引部分的控制器）、FM353（彎曲部分的控制器）、SM321（輸入模塊，反饋各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作完成位置是否正確和控制信號）、SM322（輸出模塊，控制各種電磁閥的動(dòng)作）構(gòu)成，如下圖所示：

S7-300與觸摸屏的連接網(wǎng)絡(luò)我們選擇MPI，CPU314C-2DP的MPI地址設(shè)為2，SM354的MPI地址設(shè)為3，SM353的MPI地址設(shè)為4，HMI的地址設(shè)為1，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)如下圖所示：

三 工作原理

根據(jù)箍筋生產(chǎn)的實(shí)際情況，我們采用將校直裝置和彎箍成型裝置放置在一起的方案。校直部分主要由橫、豎兩排矯直輥組成，通過輥?zhàn)拥臄D壓來去掉鋼筋的彎曲應(yīng)力，如下圖所示。為了方便用戶的調(diào)整，上半部分的矯直輥的位置可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同直徑的鋼筋。