唐天曉

【摘 要】根據(jù)光纖制造工藝控制要求，闡述了西門子S7-200 PLC控制系統(tǒng)的硬件要求和軟件設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】光纖制造控制系統(tǒng) S7-200 PLC

0 引言

當(dāng)前光纖制作中使用的電氣器械的控制，監(jiān)測(cè)方式有PLC控制，繼電器控制，單片機(jī)控制等。其中PLC控制系統(tǒng)在大型設(shè)備上的應(yīng)用最為廣泛。光纖制造系統(tǒng)不僅要求控制系統(tǒng)具有較高的可靠性，還要有較高的運(yùn)算速度，而PLC的控制性能能夠很好的滿足設(shè)計(jì)工藝的要求。

1 光纖制造系統(tǒng)及制造工藝

光纖制造系統(tǒng)一般是由拉絲塔，預(yù)測(cè)棒，加熱爐，裸纖測(cè)徑儀，涂覆裝置，固話裝置，二次測(cè)徑儀，牽引輪，收線機(jī)，控制系統(tǒng)等設(shè)備組成，如圖1所示。

制造過(guò)程分為兩步：

（1）預(yù)制棒的制作：又稱制棒，是將SiCl4等原材料制成與光纖擁有一樣的折射率散步，徑直1～3cm的預(yù)制棒（preform）的流程。制做方式有多種，一般使用的有：MCVD法（改良的化學(xué)汽相沉積），VAD法（汽相軸向沉積），OVD法（外部汽相沉積），PCVD法（等離子體化學(xué)汽相沉積）等。這幾種方法都是立足于汽相沉積，但卻有很大的差異。

（2）光纖拉制：由拉絲機(jī)將預(yù)制棒加高溫融熔而拉成外徑為125μm的光纖的過(guò)程。石英光纖拉絲機(jī)高達(dá)10m以上。在加熱爐頂拉絲機(jī)上設(shè)置預(yù)成型體，溫度上升到2200℃左右，桿尖粘度降低，重量逐漸下降成細(xì)纖維，光纖直徑由激光監(jiān)控儀測(cè)量，然后進(jìn)入涂覆固化系統(tǒng)。涂覆的光纖經(jīng)牽引輥再到卷筒上。90年代初國(guó)際上石英光纖的拉絲速度一般為300m/min，最高可達(dá)1000m/min。其拉絲過(guò)程如圖5所示。裸光纖的激光測(cè)徑與牽引輥是連動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以保證裸光纖外徑在范圍內(nèi)變動(dòng)，整個(gè)拉絲車間需超凈恒溫，尤其是光纖涂覆以前，要避免任何塵埃的附者以免影響光纖的強(qiáng)度。

2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件選型

S7-200 是一種袖珍的可編程序控制器，適用于各類各業(yè)，各種場(chǎng)所中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)力能力使其不管在獨(dú)自使用中，或連接而成網(wǎng)絡(luò)皆能達(dá)到繁雜的控制功能。所以S7-200系列擁有極高的機(jī)能/性價(jià)比。這里選擇的是西門子SIMATIC S7-200系列PLC，為CPU222 CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊EM221，電源模塊PS207-5A，數(shù)字量輸出模塊SM222，擴(kuò)展機(jī)架模塊IM260.IM261，模擬量輸入模塊SM231，模擬量輸出模塊SM232，高速計(jì)數(shù)模塊FM250；分布式站點(diǎn)通訊模塊IM153-1。

2.2 控制程序

光纖制造系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示PLC硬件體系組態(tài)，所用硬件系統(tǒng)組態(tài)軟件為西門子STEP7編程軟件。

光纖制造系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要分為：送棒器控制程序，加熱爐控制程序，主牽引控制程序。整個(gè)光纖制造工藝系統(tǒng)中，裸纖直徑是一個(gè)非常重要的控制參數(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

PLC如今迅猛發(fā)育，向高集成、高性能、高速度，大容量發(fā)展微處理器技能、存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，功用更強(qiáng)大，價(jià)錢更便宜，而研發(fā)的微處理器針對(duì)性更強(qiáng)。向普及化方向發(fā)展。向模塊化、智能化發(fā)展。對(duì)plc控制系統(tǒng)軟件開發(fā)編程軟件的硬件配置、硬件結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)置，比如設(shè)立各框架各個(gè)插槽上模塊的型號(hào)、模塊的參數(shù)、各串行通訊接口的參數(shù)等。向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。隨著科技發(fā)育，許多產(chǎn)業(yè)控制產(chǎn)物都加設(shè)了智能控制和通訊功能，如變頻器、軟啟動(dòng)器等?？梢院同F(xiàn)代的可編程序控制器通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的控制功用。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]