基于西門(mén)子S7－300 PLC的箍筋生產(chǎn)設備

建筑是人類(lèi)生活的基礎設施和基本條件之一，隨著(zhù)生活水平的提高和人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展，人們對建筑的需求越來(lái)越迫切，建筑工程的規模和數量在不斷增長(cháng)。在我國的建筑行業(yè)中，鋼筋混凝土結構結構的建筑還占有相當大的比重。在鋼筋混凝土結構的建筑中，鋼筋是整個(gè)建筑的骨架，它由主鋼筋和箍筋等構成。箍筋的形狀和尺寸跟主鋼筋的設計有關(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。當前的簡(jiǎn)易彎箍設備遠遠不能滿(mǎn)足大批量、多品種的加工模式，工人的勞動(dòng)強度大，生產(chǎn)效率低，人工成本很高。

二 S7-300簡(jiǎn)介及硬件/網(wǎng)絡(luò )組態(tài)

SIMATIC S7-300是德國西門(mén)子(Siemens)公司生產(chǎn)的模塊化中小型PLC系統，能滿(mǎn)足中等性能要求的應用。S7-300系統通過(guò)各種單獨的模塊之間的組合可進(jìn)行構成不同要求的系統；S7-300的指令系統具備高速（0.6~0.1μs）的運算速度；S7-300支持用浮點(diǎn)數和反三角函數運算，能夠有效地進(jìn)行更為復雜的算術(shù)運算；S7-300通過(guò)統一的Step 7軟件方便、簡(jiǎn)單的給所有模塊進(jìn)行組態(tài)和參數賦值；S7-300具備多級口令保護可以使用戶(hù)高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改；S7-300具備強大的通信功能，它多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接AS-I總線(xiàn)接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)系統，多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統。

彎箍的過(guò)程中涉及到了大量的計算，我們需要一種能支持強大運算功能的PLC，西門(mén)子的S7-300正好符合我們的要求。西門(mén)子的Step 7 ProfessionalV5.4 SP3 編程軟件支持LAD，STL和FBD三種編程語(yǔ)言，并且支持三種編程語(yǔ)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、以觸摸屏為人機界面（HMI）、以安川交流伺服驅動(dòng)系統為執行機構的方案進(jìn)行自動(dòng)化箍筋生產(chǎn)設備的設計。

以S7-300為核心的控制系統包含CPU314C-2DP（CPU）、FM354（驅動(dòng)牽引部分的控制器）、FM353（彎曲部分的控制器）、SM321（輸入模塊，反饋各種執行機構的動(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地址設為2，SM354的MPI地址設為3，SM353的MPI地址設為4，HMI的地址設為1，網(wǎng)絡(luò )組態(tài)如下圖所示：

三 工作原理

根據箍筋生產(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(guò)輥子的擠壓來(lái)去掉鋼筋的彎曲應力，如下圖所示。為了方便用戶(hù)的調整，上半部分的矯直輥的位置可以調節，以適應不同直徑的鋼筋。