基于SMART200西门子PLC的控制系统；结合现场控制工艺需求，分析了硬件配置以及软件控制流程；经过实际生产中的应用，该控制系统工作稳定，高效，满足工艺需求。
1、项目简介
随着建筑行业的智能化程度越来越高，很多建筑机械已经代替了人工作业，大大的提高了工作效率，降低了人力成本的支出。混凝土输送泵，又称混凝土泵，由泵体和输送管组成。它是一种利用压力，将混凝土沿管道连续输送的机械，主要应用于房建、桥梁及隧道施工。目前主要分为闸板阀混凝土输送泵和S阀混凝土输送泵。为了提高输送泵的移动性，一般将泵体装在汽车底盘上，再******可伸缩或屈折的布料杆，构成输送泵车。
●主要结构及泵送原理，以下以中谷电气通常配套的混凝土输送泵为例，介绍其结构特点与泵送原理：
结构： WF型混凝土输送泵由料斗、泵送系统、液压系统、清洗系统、电气系统、电机、行走底盘等组成。
泵送机构由两只主缸水箱、换向装置、两只混凝土缸、两只混凝土活料斗、分配阀(S形阀)、摆臂、两只摆动油缸和出料口组成。
原理：混凝土活塞分别与主油缸活塞杆连接，在主油缸液压油作用下，作往复运动，一缸前进，则另一缸后退；混凝土缸出口与料斗连通，分配阀一端接出料口，另一端能过花键轴与摆臂连接，在摆动油缸作用下，可以左右摆动。
泵送混凝土料时，在主油缸作用下，混凝土活塞前进，混凝土活塞后退，同时在摆动油缸作用下，分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通。这样混凝土活塞后退，便将料斗内的混凝土吸入混凝土缸，混凝土活塞前进，将混凝土缸内混凝土料送入分配阀泵出。
当混凝土活塞后退至行程终端时，触发水箱中的换向装置，主油缸1换向，同时摆动油缸换向，使分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通，这时活塞后退前进依次循环，从而实现连续泵送。
反泵时，通过反泵操作，使处在吸入行程的混凝土缸与分配阀连通，处在推送行程的混凝土缸与料斗连通，从而将管路中的混凝土抽回料斗。
泵送系统通过分配阀的转换完成混凝土的吸入与排出动作，因此分配阀是混凝土泵中的关键部件，其型式会直接影响到混凝土泵的性能。
2、方案确定
随着公司发展壮大，许多产品开始销往海外，为了进一步的开拓市场，占有市场份额，要求设备本身具有较高的稳定性，可靠性，电气元件也需选择度较高，稳定性可靠的品牌，而西门子是全球大的电子和电气公司之一，在工业，能源，医疗和城市基础设施领域。同时混凝土输送泵车要求设备CPU要有较高的运算速度，SMART200PLC的布尔指令运算速度仅为0.15us，与S7-200西门子PLC相比提高了近1/3；同时SMART200plc以太网口及MicroSD卡的使用也解决了卖出设备的升级时程序更新的不便。 
方案1、控制器选用西门子PLC型号SR20，属于SMART200PLC标准型CPU，继电器输出，220V供电，12输入/8输出，恰巧满足现有需求。
方案2、控制器选用西门子PLC型号CPU224cn订货号6ES7214-1BD23-0XB8，属于CPU224CNCN标准型CPU，继电器输出，220V供电，14输入/10输出，输入点超出2点，输出点也超出两点，完全满足现有需求。
综合考虑一下，无论是产品性能，价格，还是MT6100iv5软件易用性等其它方面，SMART200PLC都具有相当的优势，终决定选择方案一
3、产品硬件配置
电气控制产品硬件配置
原设备所需的控制点数为数字量输入12点，数字量输出8点，恰巧贴合西门子SMART PLCSR20的12DI/8DO点数，输入输出的主要点为正泵、反泵、远控/近控、主缸进/退、摆缸进/退、高压/低压、电机启动/停止、接近开关*2、电磁阀*4、指示灯运行指示。
PLC选型配置表：
序号
型号
描述
订货号
数量
1
CPU SR20
S7-200 SMART标准型CPU，继电器输出，220V供电，12输入/8输出
6ES7 288-1SR20-0AA0
1
SMART200西门子PLC模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到西门子PLC中，方便快捷，省去了专用编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU模块、威纶触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。
SMART200PLC具备SD卡读写功能，集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和西门子PLC固件升级。只需将程序写入SD卡，插入西门子PLC后上电，即可完成程序的写入，无需电脑及编程线的使用。客户的程序很多台机器都相同，使用此功能有两方面优势，一是不用带PC机即可下载PLC程序，二是大大节省了工程师下载程序所用时间。
4、软件设计
4.1 PLC程序设计
1、SMART200西门子PLC的程序开发主要包括电动机启动程序、运行指示，接近开关功能等。
1） 电机启动：
这是电动机启动停止的程序，I0.0为电动机启动信号，通过检测脉冲信号即让M0.0置位，然后进行星型启动，同时定时器T37运行，8S后由星型启动转变为三角形启动，至此电动机启动完成。
2） 运行指示：
这是正泵，反泵的运行指示，M3.0是远近空正泵触发中间标志位，驱动Q0.2正泵指示；M3.1是远近空反泵触发中间标志位，驱动Q0.3正泵指示
3）接近开关实现正反泵：
该部分是通过两个传感器（接近开关）I1.0，I1.1检测主油缸开到位，关到位，并实现正反泵的交替运行（主油缸由两套液压缸及两套物料缸组成，主要工作原理为：1号液压缸带动1号物料缸正泵运行时从料斗中吸料，当传感器检测到主油缸开到位后，通过程序控制摆缸摆到1号物料缸，然后1号液压缸带动1号物料缸反泵运行，将1号物料缸中的料进行物料泵送）（1）强大的界面显示组态功能。目前，工控组态软件大都运行于Windows 环境下，充分利用 Windows 的图形功能完善界面美观的特点，可视化的风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进入开发状态，节省 时间。丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又是界面的制作向导。提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可 任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。
（2）良好的开放性。社会化的大生产，使得系统构成的全部软硬件不可能出自一家公司的产品，「异构」是当今控制系统的主要特点之一。开放性 是指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件优劣的重要指标。组态软件向下应能与低层的数据采集设备通 信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。（3）丰富的功能模块。提供丰富的控件功能库，满足用户的测控要求和 现场需求。利用各种功能模块，完成实时监控产生功能报表显示历史曲线、实时曲线、提供报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统 既适用于单机集中式控制、DCS分布式控制，也可以是带远程通信能力的远 程测控系统。 （4）强大的数据库。配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等，实现与外部设备的数据交换。 （5）可编程的命令语言。有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编撰程序，增强图形界面和系统监控功能。 （6）仿真功能。提供强大的仿真功能，可以使系统并行设计，从而缩短 开发周期。
整个自动化系统中，软件所占比重逐渐提高，虽然组态软件只是其中一部分，但因其渗透能力强、扩展性强，近年来蚕食了很多专用软件的市场。 因此，监控组态软件具有很高的产业关联度，是自动化系统进入高端应用、扩大市场占有率的重要桥梁。在这种思路的驱使下，西门子的 WinCC 在市 场上取得巨大成功。目前，国际的工业自动化厂商如Rockwell、GE Fanuc、Honeywell、西门子、ABB、施耐德、英维思等均开发了自己的组 态软件。 监控组态软件在DCS 操作站软件中所占比重日益提高。继 FOXBORO 之后，Eurotherm（欧陆）、Delta V、PCS7 等 DCS系统纷纷使用通用监 控组态软件作为操作站。同时，国内的 DCS 厂家也开始尝试使用监控组态 软件作为操作站。