大連水泥廠成品包裝車間的水泥包裝機采用撫順某計算機研究所80年代末開發的Z80微機控製係統。由於時間長，環境惡劣，多次維修後無法恢複。經過對單片機智能儀表、工業控製計算機、可編程控製器等工業控製設備的反複比較和測試，我們采用了PLCs7-200係列，並於2001年初對係統進行了技術改造。
1水泥包裝機工作過程。
本車間有兩台雙噴嘴水泥包裝機，形成四條灌裝線。圖1為水泥包裝過程之一，由水泥料倉、稱重機構、出料壓頭、包裝紙袋、推杆、檢測袋重的扭矩傳感器、出料壓頭和推杆的電磁閥和氣缸、啟動按鈕等組成。按下啟動按鈕，出料電磁閥通電，氣缸打開出料閘板，成品倉內的水泥灌入包裝袋，使稱重杆逆時針偏轉，扭矩傳感器的壓縮檢測信號增大。當傳感器檢測到的電壓信號等於稱重設定值時，控製裝置關閉快門，推杆電磁閥和氣缸延時後執行推袋動作，複位後一次完成水泥稱重包裝過程。

水泥包裝機控製裝置改造方案。
原有的微機控製係統由Z80微處理器為核心，小容量存儲器、多個並行接口、串行接口、定時計數器等集成電路組成，輔以信號處理、運算放大、模數轉換芯片、20個機械鍵盤、8個LED數碼管等。其電路結構複雜，元件多，體積大，故障率高，可靠性差，操作複雜，且隻有數字顯示，已應用於工業控製領域
技術改造方案是:原工藝設備和現場儀表全部保持完好，用體積小、性價比高的可編程控製器s7-200係列代替原Z80微機控製係統。係統配置見圖2。

1)上位機為CPU224模塊，包含14路輸入、10路輸出和24路數字I/O點，可連接7個擴展模塊和1個Rs485通信/編程端口。在該係統中，隻有四個數字輸入點DI0-DI3連接到噴嘴1-4的啟動按鈕，八個數字輸出點D00-D07分別控製噴嘴1-4的出料和推杆電磁閥。
2)一個模擬擴展模塊em231——4個模擬輸入，模數轉換時間<250s，分辨率12位，轉換精度0.025%。該係統使用這四個模擬輸入MA+、MA-MD+和MD-來接收1-4號扭矩傳感器的放大電壓信號。
3)3)TD200文字顯示器為LCD鍍膜鍵盤結構，內置國標漢字庫，最多可顯示80條信息，可在線修改工藝參數。8個可編程功能鍵可在測試期間用作設置和診斷，也可在運行期間用作控製。連接到主機時，可以通過PC/PPI電纜連接到CPU224模塊的PPI接口。文本顯示提供數字和漢字顯示以及稱重包裝的控製管理信息。
4)另外需要自製信號放大板，將四個扭矩傳感器檢測到的重量mV信號放大到模擬擴展模塊的輸入範圍(如0~2.5V)。
以上配置可以完成2台雙噴嘴水泥包裝機的檢測、稱重控製和信息顯示功能，即4路(1號~4號)。必要時還可以通過通訊電纜與上位機聯網，實現整個生產過程的管理自動化。
水泥包裝機控製係統的程序設計。
S7-200係列小型PLC采用基於Windows平台的32位編程軟件包sTEP-7-Micro/WIN，可通過三種方式編程:語句表(sTL)、梯形圖(LAD)或功能塊(FBD)。一般由一個主程序調用其他子程序或中斷程序來完成，程序結構簡單明了。工廠用語句表形式編譯程序。圖3是係統的主要程序框圖。
用可編程控製器改造水泥包裝機的優勢。

1)抗幹擾性能優異，PLC具有I/M點狀態同步顯示，可直觀判斷PLC所有外部電氣元件的運行狀態，並以中文顯示報警和故障信息，大大縮短平均維護時間。
2)係統結構靈活，易於擴展，通信能力強。如果是6路或更多路生產線，隻需增加相應的擴展模塊；S7-200可以通過三種方式與多台主機、顯示器和上位機形成通信網絡係統。
3)PLC指令豐富，功能強大，但編程操作非常簡單，開發周期短，現場調試容易。比如稱重設定值和推包前後的延遲時間可以通過中文顯示在線調試；而且以後的維護、程序修改甚至擴展都很容易被現場技術人員掌握。
4)td200文本顯示提供優秀的人機界麵。
5)體積小、重量輕、安裝方便(嵌入式或壁掛式)；實時性好，精度高，稱重精度可達50N0.2OP..
6)S7-200小型PLC控製係統才1萬元左右。

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