1450冷軋機(jī)A500 PLC系統(tǒng)的改造

【摘要】介紹了原PLC系統(tǒng)的狀況，改造方案和過程，硬件的系統(tǒng)圖的配置以及程序的轉(zhuǎn)換。

【關(guān)鍵詞】PLC；硬件配置；功能塊；梯形圖

一、前言

1450冷軋機(jī)是分公司壓延廠主要生產(chǎn)設(shè)備，八十年代引進(jìn)于意大利法塔公司，具有該年代最先進(jìn)自動(dòng)化控制，隨著時(shí)代的發(fā)展原有PLC系統(tǒng)，控制元件老化、故障率增加、備件難易解決，直接影響軋機(jī)的正常生產(chǎn)，因此對(duì)冷軋機(jī)A500 PLC進(jìn)行改造。采用西門子公司S7-400替代原有A500 PLC并對(duì)控制程序進(jìn)行移植。

二、原PLC系統(tǒng)硬件配置、技術(shù)參數(shù)、程序語言

冷軋機(jī)PLC控制系統(tǒng)是由德國(guó)AEG公司生產(chǎn)，系統(tǒng)由一個(gè)主機(jī)與五個(gè)擴(kuò)展機(jī)架組成。共有32路輸入接口板21塊、32路輸出接口板16塊、16路模擬量輸入板3塊、8路模擬量輸出板3塊，系統(tǒng)通信板5塊、顯示器一臺(tái)、打印機(jī)一臺(tái)。

1. 系統(tǒng)輸入/輸出接點(diǎn) 1096點(diǎn)

2. 數(shù)字量輸入/輸出接點(diǎn) 1024點(diǎn)

3. 模擬量輸入/輸出 72路

4. 系統(tǒng)掃描速率 1.6ms

5. 系統(tǒng)程序內(nèi)存 125K

6. 系統(tǒng)通信：采用模板之間通過通信電纜進(jìn)行通信。

7.程序語言：功能塊圖。

三、PLC系統(tǒng)改造所要達(dá)到的要求及具體實(shí)施內(nèi)容

1.硬件部分采用西門子公司S7系列PLC系統(tǒng)，安裝位置與原有位置相同，同時(shí)盡可能利用原有系統(tǒng)接線。由于受安裝位置、接線長(zhǎng)度限制，因此選用S7-400 PLC的硬件配置與原有A500 PLC尺寸相近，這樣在不改變周圍其它元件狀況下進(jìn)行改造。

2.系統(tǒng)配置采用一個(gè)主站和四個(gè)擴(kuò)展子站，外加一個(gè)運(yùn)程子站構(gòu)成。主站與子站采用分布式結(jié)構(gòu)，主站與子站以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的方式進(jìn)行信息交換。

⑴主站配置：電源 PS407 10A 1塊

CPU板 414—2DP 1塊

32路DI板 SM421 2塊

32路DO板 SM422 1塊

接口模板 IM 460—3 1塊

⑵1號(hào)擴(kuò)展子站配置：電源 PS407 5A 1塊

32路DI板 SM421 3塊

32路DO板 SM422 2塊

接口模板 IM 461—3 1塊

⑶2號(hào)擴(kuò)展子站配置：電源 PS407 5A 1塊

32路DI板 SM421 3塊

32路DO板 SM422 2塊

16路AI板 SM431 2塊

8路AO板 SM432 1塊

⑷3號(hào)擴(kuò)展子站配置：電源 PS407 5A 1塊

32路DI板 SM421 3塊

32路DO板 SM422 3塊

接口模板 IM 461—3 1塊

⑸4號(hào)擴(kuò)展子站配置：電源 PS407 5A 1塊

32路DI板 SM421 3塊

32路DO板 SM422 2塊

8路AI板 SM431 2塊

計(jì)數(shù)模板 FM450—1 1塊

接口模板 IM 461—3 1塊

⑹遠(yuǎn)程子站配置： 電源 PS307 10A 1塊

32路DI板 SM321 3塊

2路DO板 SM322 2塊

接口模板 IM350—3 1塊

3.在操作、控制方式不變狀況下，參考原程序進(jìn)行程序移植。A500程序采用功能塊圖形式地址編號(hào)與S7有很大區(qū)別，因此對(duì)新舊地址進(jìn)行對(duì)照重新編制。

4.S7-400 PLC與上位機(jī)、原工藝油S7-300通過MPI方式進(jìn)行通信，從而使1450冷軋機(jī)PLC構(gòu)成一個(gè)整體，便于信息的采集系統(tǒng)的監(jiān)控、故障診斷和維護(hù)。

四、控制原理

1.S7-400 PLC采用分布式結(jié)構(gòu)，其中CPU機(jī)架（主站）安裝在+1C1柜內(nèi)，1號(hào)擴(kuò)展機(jī)架（子站）安裝在+C1柜內(nèi)，2號(hào)擴(kuò)展機(jī)架（子站）安裝在+7D1柜內(nèi)，3號(hào)擴(kuò)展機(jī)架（子站）安裝在+3C1柜內(nèi)，4號(hào)擴(kuò)展機(jī)架（子站）安裝在+3C4柜內(nèi)。由于+3C2安裝位置與主站較遠(yuǎn)，因此+3C2柜內(nèi)PLC采用遠(yuǎn)程子站的方式，該遠(yuǎn)程子站以S7-300 PLC的模板的形式所構(gòu)成。通信方式主站與子站采用模板用專用電纜進(jìn)行通信，主站與上位機(jī)、S7-300采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MPI方式進(jìn)行通信，主站與遠(yuǎn)程子站采用PROFIBUS-DP通信。

2.PLC系統(tǒng)除具有原控制功能外，還將完成以下邊功能：

①在觸摸屏中完成園盤剪剪切寬度自動(dòng)調(diào)整和顯示。

②在觸摸屏中完成超聲波測(cè)量卷裝置卷經(jīng)的測(cè)量與實(shí)時(shí)顯示。

③增加上位機(jī)用于對(duì)PLC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷，以便于維護(hù)。

五、控制程序

PLC的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序，操作系統(tǒng)用來與特定的控制任務(wù)無關(guān)的功能，處理PLC的啟動(dòng)、刷新輸入/輸出過程映像表、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和處理通信等。

用戶程序由用戶操作系統(tǒng)中生成，然后將它下載到CPU中。用戶程序包含處理用戶特定的自動(dòng)化任務(wù)所需的所有功能，例如指定CPU啟動(dòng)或熱啟動(dòng)的條件，處理過程數(shù)據(jù)，指定對(duì)中斷的響應(yīng)和處理程序正常運(yùn)行中的干擾等。

A500操作系統(tǒng)屬AEG公司開發(fā)專用系統(tǒng)軟件，通用性不強(qiáng)、編程所需模塊功能較多，即使簡(jiǎn)單程序也需較多模塊來實(shí)現(xiàn)，原用戶程序程序量很大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能詳細(xì)等在程序移值時(shí)對(duì)原地址進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變量表進(jìn)行編制，對(duì)程序結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行分析研究，從兒利用STEP7編制新用戶程序。以下是1450冷軋機(jī)主動(dòng)力站3#泵準(zhǔn)備起動(dòng)程序移值。

六、結(jié)束語

S7-400系列PLC是應(yīng)用最廣的大中型PLC，功能強(qiáng)大，編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，可以與計(jì)算機(jī)、其他PLC或其他設(shè)備通信，使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。通過對(duì)1450冷軋機(jī) PLC的改造，使我們對(duì)S7系列PLC有了更進(jìn)一步的了解和掌握，改造后的PLC投入運(yùn)行至今系統(tǒng)穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)要求達(dá)到改造目的。