介紹S7-200系列西門子PLC在旋挖鉆機上應用。
摘要：本文針對中聯(lián)重科旋挖鉆機設計開發(fā)中采用的西門子S7-200系列PLC，介紹了S7-200系列PLC的主要特點及在旋挖鉆機上應用的主要功能。
一、簡介
ZR200型旋挖鉆機是湖南省長沙市長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司（簡稱中聯(lián)重科）自主研制開發(fā)的一種建筑基礎工程中成孔作業(yè)的施工機械。中聯(lián)重科是我國工程機械制造業(yè)的龍頭企業(yè)，主要從事建筑工程、能源工程、交通工程等國家重點基礎設施建設工程所需重大高新技術裝備的研發(fā)制造。
中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機是一種大口徑樁基工程的高效成孔設備，采用卡特彼勒專用可拓展履帶底盤、自行起落折疊桅桿、可伸縮鉆桿和液壓先導控制。具有自動檢測孔深、垂直度自動調(diào)整、回轉(zhuǎn)自動定位、彩色液晶觸摸屏直接監(jiān)控顯示工作狀態(tài)參數(shù)和防誤操作的邏輯功能控制，是大口徑樁基礎工程的 理想的成孔設備。據(jù)統(tǒng)計，在相同的地層中，旋挖鉆機的成孔速度是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤鉆機的5～10 倍。在國外發(fā)達國家旋挖鉆機早已作為灌注樁的主要施工機種。近幾年旋挖鉆機在國內(nèi)已廣泛應用于鐵路、公路橋梁、市政建設、高層建筑等地基礎鉆孔灌注樁工程。右圖為中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機照片。
ZR200型旋挖鉆機的控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC的CPU224主模塊、EM223擴展模塊及EM222擴展模塊各一個，實現(xiàn)對旋挖鉆機液壓系統(tǒng)電磁閥的自動控制、外部傳感信號檢測及與液晶觸摸屏通訊實現(xiàn)人機界面等功能。
二、控制系統(tǒng)方案設計
旋挖鉆機結構復雜、外部傳感裝置分布較多、各機構動作邏輯性強，且作業(yè)時工況惡劣、機身振動強烈，需要設計采用質(zhì)量可靠、功能豐富的控制部件以完成其控制功能。同時操作人員也需要通過清晰、直觀的人機界面對設備進行全面的掌握與控制。
通過選型對比，設計方案上采用西門子S7-200系列PLC作為控制系統(tǒng)的核心實現(xiàn)對旋挖鉆機的全面控制、日本PROFACE 品牌GP系列液晶觸摸屏作為人機界面對話設備，與外部傳感裝置、液壓執(zhí)行機構組成機電液一體化系統(tǒng)。下圖為控制系統(tǒng)結構框圖：
觸摸屏作為人機界面對話設備，主要進行鉆進深度、回轉(zhuǎn)角度的顯示、深度設置、時間校對、及實現(xiàn)有關功能切換、按鈕、指示、系統(tǒng)調(diào)試等功能。共設有：主作業(yè)畫面、參數(shù)設置畫面、報警記錄畫面、系統(tǒng)調(diào)試畫面。其中主作業(yè)畫面是操作人員工作時的主要對話界面。