大连水泥厂成品包装车间的水泥包装机采用抚顺某计算机研究所80年代末开发的Z80微机控制系统。由于时间长，环境恶劣，多次维修后无法恢复。经过对单片机智能仪表、工业控制计算机、可编程控制器等工业控制设备的反复比较和测试，我们采用了PLCs7-200系列，并于2001年初对系统进行了技术改造。
1水泥包装机工作过程。
本车间有两台双喷嘴水泥包装机，形成四条灌装线。图1为水泥包装过程之一，由水泥料仓、称重机构、出料压头、包装纸袋、推杆、检测袋重的扭矩传感器、出料压头和推杆的电磁阀和气缸、启动按钮等组成。按下启动按钮，出料电磁阀通电，气缸打开出料闸板，成品仓内的水泥灌入包装袋，使称重杆逆时针偏转，扭矩传感器的压缩检测信号增大。当传感器检测到的电压信号等于称重设定值时，控制装置关闭快门，推杆电磁阀和气缸延时后执行推袋动作，复位后一次完成水泥称重包装过程。

水泥包装机控制装置改造方案。
原有的微机控制系统由Z80微处理器为核心，小容量存储器、多个并行接口、串行接口、定时计数器等集成电路组成，辅以信号处理、运算放大、模数转换芯片、20个机械键盘、8个LED数码管等。其电路结构复杂，元件多，体积大，故障率高，可靠性差，操作复杂，且只有数字显示，已应用于工业控制领域
技术改造方案是:原工艺设备和现场仪表全部保持完好，用体积小、性价比高的可编程控制器s7-200系列代替原Z80微机控制系统。系统配置见图2。

1)上位机为CPU224模块，包含14路输入、10路输出和24路数字I/O点，可连接7个扩展模块和1个Rs485通信/编程端口。在该系统中，只有四个数字输入点DI0-DI3连接到喷嘴1-4的启动按钮，八个数字输出点D00-D07分别控制喷嘴1-4的出料和推杆电磁阀。
2)一个模拟扩展模块em231——4个模拟输入，模数转换时间<250s，分辨率12位，转换精度0.025%。该系统使用这四个模拟输入MA+、MA-MD+和MD-来接收1-4号扭矩传感器的放大电压信号。
3)3)TD200文字显示器为LCD镀膜键盘结构，内置国标汉字库，最多可显示80条信息，可在线修改工艺参数。8个可编程功能键可在测试期间用作设置和诊断，也可在运行期间用作控制。连接到主机时，可以通过PC/PPI电缆连接到CPU224模块的PPI接口。文本显示提供数字和汉字显示以及称重包装的控制管理信息。
4)另外需要自制信号放大板，将四个扭矩传感器检测到的重量mV信号放大到模拟扩展模块的输入范围(如0~2.5V)。
以上配置可以完成2台双喷嘴水泥包装机的检测、称重控制和信息显示功能，即4路(1号~4号)。必要时还可以通过通讯电缆与上位机联网，实现整个生产过程的管理自动化。
水泥包装机控制系统的程序设计。
S7-200系列小型PLC采用基于Windows平台的32位编程软件包sTEP-7-Micro/WIN，可通过三种方式编程:语句表(sTL)、梯形图(LAD)或功能块(FBD)。一般由一个主程序调用其他子程序或中断程序来完成，程序结构简单明了。工厂用语句表形式编译程序。图3是系统的主要程序框图。
用可编程控制器改造水泥包装机的优势。

1)抗干扰性能优异，PLC具有I/M点状态同步显示，可直观判断PLC所有外部电气元件的运行状态，并以中文显示报警和故障信息，大大缩短平均维护时间。
2)系统结构灵活，易于扩展，通信能力强。如果是6路或更多路生产线，只需增加相应的扩展模块；S7-200可以通过三种方式与多台主机、显示器和上位机形成通信网络系统。
3)PLC指令丰富，功能强大，但编程操作非常简单，开发周期短，现场调试容易。比如称重设定值和推包前后的延迟时间可以通过中文显示在线调试；而且以后的维护、程序修改甚至扩展都很容易被现场技术人员掌握。
4)td200文本显示提供优秀的人机界面。
5)体积小、重量轻、安装方便(嵌入式或壁挂式)；实时性好，精度高，称重精度可达50N0.2OP..
6)S7-200小型PLC控制系统才1万元左右。

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