S7-1200在烧结炉上的应用

S7-1200 在烧结炉上的应用

项目简介

本项目是我公司和 某硬质合金设备厂联合开发的一款新型一体化烧结炉。硬质合金一体化真空烧结炉是一种烧结集硬质合金脱蜡、烧结于一体的压力烧结炉。该设备主要由水环泵、真空泵、炉体、冷却塔等设备构成。整个设备全部放置在厂房内，基本环境比较好，只是因为要烧掉多余用于脱蜡的氢气，所以厂房内温度颇高，最高温度时可以达到45℃以上。SIMATIC S7-1200PLC经受了高温的考验，取得了稳定运行的效果。

工艺流程介绍

硬质合金一体化烧结炉是一种综合性的真空烧结炉，对于不同的产品有不同的工艺，本文只介绍一种烧结模式的工艺过程，主要由检漏、烧结、真空烧结、脱腊几部分构成。这种烧结炉加工一炉产品约为30多个小时，一般一个工人巡检好多台炉子的工作，因此炉子的工作过程是全自动除了出现故障报警外，是全自动无人工干预的。下面是微正压氢气脱腊的工艺流程方框图。

方案确定

这种烧结炉以前一直使用S7-300PLC作为主要控制器，在竞争日趋激烈，为了节约成本，我们选择了功能接近S7-300，价格优惠的S7-1200 PLC作为控制器，取代原来的S7-300PLC，以前300的配置和上位机走DP通讯还必须加一个CP5611通讯卡，现在S71200自带TCP/IP，这样就节省了费用，而且连接方便。客户有时修改程序也不需要找PC 适配器。

产品硬件配置

该部分主要对整个项目中围绕SIMATIC S7-1200的产品硬件设计作详细的说明。最好配以带有SIMATIC S7-1200控制柜或者产品的图片加以说明。

S7-1200的配置表

软件开发

I/O地址分配表

软件设计的核心部分在于配方工艺的实现以及在烧结的过程中温度的控制和气氛的控制以及出现断电后程序上怎么来保护。因为在烧结的过程中由于原材料贵，温度高，气氛复杂，如果温度控制的不好，整个产品就有可能废掉，对工厂造成很大的损失。

首先我们来谈谈配方工艺的实现：

配方是根据厂家多年来总结的技术数据，来烧结不同的合格产品。程序主要是实现这些数据的输入和下载，修改，保存等，因为当时为了节约成本，没有购买西门子的用户管理，全部要自己编程完成，方便灵活。

温度的控制要求是很高的，要求每分钟上升10读且控制误差在1度范围之内。利用了西门子S7-1200的PID调节技术。气氛的控制：这个需要有很严格的控制，因为硬质合金如果气氛控制的不好的话，烧结出的产品就达不到要求。气氛的控制取决于工艺和保护措施，因为存在危险气体，所以炉体和程序都要做到保护。当炉体压力达到一定值，如果元气件损坏，炉体要自动释放压力，如果突然断电，要迅速把所有阀门关上，炉门要关上。

应用体会

通过对S7-1200控制器的使用，感觉S7-1200在成本上还是节约了不少，再加上采用TCP/IP协议，出差调试方便，不需要带专业电缆。

意见与建议

S7-1200控制器和WinCC走OPC通讯时，访问DB块和M区的数据有点麻烦，不能直接对应地址连接，没有S7-300的方便。