宣钢一高线打包机液压站PLC系统改造

李强

摘要 本文主要介绍了宣钢宣钢一高线打包机液压站控制系统的缺陷，阐述了原有控制系统弊端和暴露的问题。针对现有控制策略提出了有效的改进方法，将液压站的独立控制改为打包机主PLC控制，有效的解决了原有液压站独立控制带来的诸多控制问题。

【关键词】IM151-1CPU Profibus DP 打包机液压站

1 项目改造背景

宣钢一高线打包机投入使用时间较长，已有十七年之久，在这么多年的使用过程中渐渐的暴露了很多的控制问题，尤其是在液压站的控制方面，时常会发生不能正常启泵，压力、液位、温度等传输不精确等现象。大大的困扰了我们设备维护人员而且也给生产操作工带来的很多的不便。从控制生产稳定和保障生产节奏方面也带来的负面的影响，由于没有备用打包机，经常会因为打包机的故障停机导致整个生产线无法正常生产，各区域设备处于待机状态。

2 项目改造原因

近期生产过程中发生了一起故障，打包机在正常运行过程中操作工发现ET900显示打包机液压站3个主泵和一个循环泵全部停泵，而且压力值、液位值、温度值等都归零。事后，我们分析，具体存在四个方面隐患：

（1） IM151-1CPU作为液压站的独立控制模板，对于编程控制人员来说监控性不好，遇有模板问题不能通过主PLC， CPU414-2来监视其运行状态，必须通过笔记本来独立监视，相对实时性不高。

（2）液压站IM151-1CPU还要和主PLCCPU414-2通过Profibus DP网进行通讯，如果液压站IM151-1CPU发生故障会造成整个Profibus DP网的瘫痪，从而导致整个打包机的工作停滞。

（3）液压站IM151-1CPU作为整个液压系统的中央处理器，从自动控制方面考虑其存在性不是太大。仔细分析其点号表，只有对4个主泵和1个循环泵的本地启停操作，还有采集温度、压力、液位等状态，以及主泵和循环泵的运行状态指示灯。这些功能的实现完全可以由CPU414-2来完成，液压站的控制模板完全可以由ET200S来代替。

（4）液压站的4个主泵和1个循环泵的主回路控制电路由打包机电磁站的一个ET200S来控制，IM151-1CPU没有起到控制自我主泵和循环泵的功能。

为了解决这些暴露出的问题，并且及时的恢复正常生产，我们决定对液压站的控制模板進行升级改造。

3 项目改造方案

针对本套打包机液压站控制方法存在的隐患，我们经过研究和现场分析，提出了对液压站控制系统的改造。具体改造思路为：

（1）将原有打包机液压站所用IM151-1CPU模板更换为IM151-1通讯模板，目的是将打包机液压站的作为打包机主PLC的一个远程站。

（2）修改原有打包机液压站的程序，将其控制程序全部移植到主PLC中，完全由主CPU414-2来控制整个液压站的启动停车等操作。

（3）原有人机画面ET900与液压站的通讯连接，全部改为与主CPU414-2进行连接，各种连接硬件接口必须进行相应的设置。

（4）原有IM151-1CPU与CPU414-2的通讯之间的输入输出点由中间变量代替，可以减少编程的工作量。

4 项目实施过程

项目具体实施需要以下几个过程：

（1）将液压站所用IM151-1C，PU模板更换为IM151-1通讯模板，并且在选型时要注意，由于原有IM151-1CPU模板连接ProfibusDP网所用的接口为光纤接口，所以对更换的IM151-1通讯模板选型时也要更换为带光纤接口的，并且在插入光纤时要确认好IM151-1CPU模板的光纤入口和出口，避免整个Profibus DP网中断。

（2）通讯模板更换完毕后，原有液压站的电源模板、数字量输入模板、数字量输出模板、模拟量输入模板，依然保持原有的排列顺序安装。

（3）硬件改造完成后，通过笔记本连接CPU414-2，在其硬件组态中新建ET200S远程站，站地址与以前IM151-1CPU的站地址设置成一样。

（4）在每个硬件的配置过程中，要注意每个模板的地址分配。尽量对照原IM151-1CPU硬件配置中的每个模板地址分配，如果主CPU414-2中没有使用的地址，可在新的模板地址分配中直接分配。如果主CPU414-2中己使用，则地址冲突，必须重新分配地址并做好标记，要在后期的程序中将地址代替掉。

（5）硬件组态完成后，保存编译，确认无错误后下装硬件组态，此时新配置ET200S远程站各模板不报故障。接下来将原有IM151-1CPU的程序中所有FB、FC、DB拷贝到现有主CPU414-2的程序中，如果名称有一样的，需要修改FB、FC、DB的名称。将

（6）最后要解决原有IM151-1CPU和主CPU414-2通讯地址的问题，分析原有IM151-1CPU的输入点即为主CPU414-2的输出点，反之也一样。为了保证程序不用太大的修改，我们决定将原有IM151-1CPU的输入I点全部查找替换为M300开始的点，输出Q点全部查找替换为M400开始的点，对于主CPU414-2原有通讯用的点也正好能使用，大大的降低了重新编程的工作量。程序修改完成后即可下装程序实验打包机。

5 项目改造成效

经过以上对打包机液压站系统控制的详细改造，保障了整个打包机的运行稳定性，解决了打包机液压系统的遗留问题，具体优点存

（1）有效的解决了无存储卡备件带来的故障停机，同时也对液压站的控制系统进行了升级完善。

（2）利用现有设备在保证工程量最小的情况下对打包机液压设备进行了升级改造。

（3）通过改造提高了打包机液压站控制系统的实时监控性和操作性，方便的电气维护人员及时发现问题。

（4）整个Profibus DP网的路由更显合理，断网故障不再发生，更进一步提高了网络的稳定性。

参考文献

[1]郝莉.PROFIBUS-DP从站开发研究[J].北京机械工业学院学报，2000.

[2]张志学，肖志怀，李朝晖.PROFIBUS总线技术介绍[J].电站系统工程，2001.

[3]廖彦常，方彦军，基于PROFIBUS现场总线的控制系统通信互连研究[J].电气自动化，2002.