西門子PLC代替歐陸PC3000的初步探討
1 PC3000的簡介
PC3000是英國歐陸(Eurotherm)公司開發的工業用可編程控制器,公司共使用有8套。其主要功能就是全面控制該工段的所有電器元件、采集處理現場儀表的信號、顯示和反饋于人機界面中,有序的自動控制該工段全部工作流程,其最核心功能是實現對筒體溫度的精確控制,具有PID參數自整定功能。
PC3000的主要硬件組成有:
1.機架(RACK)
2.電源模塊(PSU)
3.控制模塊(LCM-Plus)
4.機架接口模塊(RIM)
5.通訊模塊
6.I/O模塊
7.人機接口(INDUSTRIAL PC ED TCCX77FR452F1)
8.RS232/RS422服務接口(ED COMM261+CABLE ED )
9.中間轉換端子板(EH EDV25F和EH EDV25M )
要實現熱功聯產,還要滿足以下基本條件:熱功聯產汽輪機作為原動機,其軸功率必須滿足被拖動設備之要求,其排汽熱必須全部用掉,即用于加熱除氧或其它也就是說,除氧器工作進汽量必須大于熱功聯產汽輪機的排汽量,否則無法實現安全經濟運行,現在通過工藝計算來分析這條路線的可行性。
2 背景
至裝備投產運行以來,PC3000顯示出其強大功能的優勢,精確的模擬控制、順序的數字控制、統計及通信功能。運行較為穩定,基本沒有出現大的致命性故障,可見,PC3000在意大利馬瑞思擠出機微控系統中已趨于完善的地步。
但是本人之所以在此提出由通用型PLC代替PC3000,原因有二:第一,PC3000是較為專業的工業用PLC,不具備在維護人員的普遍推廣,公司發展快,可以在培訓方面還不完善的情況下出現技術人員的斷層;第二,該系統已經是歐陸公司的淘汰產品,據目前所知,已經買不到PC3000的備件,如果某一模塊損壞,只能整個系統停產,等待返修,對我們裝備的生產十分的被動。
3.可行性分析
總結一年多的維護經驗,我們在提出由通用型西門子S7系列PLC代替,考慮其可行性,主要是:通信協議、現場布線、軟件編程等幾個方面的問題解決。
3.1通信協議
目前運行的PC3000與各控制子系統的聯絡關系如圖1所示:
圖1
協議的設備,是支持RS-232的一種串行接口,它與直流控制器(歐陸590)出于同意協議,靠RS232直接通信;與馬瑞思操作后臺(WIZCON)之間是通過串口服務器RS232/RS422轉換后進行通訊。
我們設計的西門子PLC與各控制子系統的聯絡關系如圖2所示:
圖2
由圖中可見,西門子S7系列PLC可采用多種通信協議,如:以太網(ETHERNET)、現場總線(PROFIBUS)等組建通信網絡。
1. 如果操作后臺(WIZCON)繼續使用,不更換的話,我們就需要一個通訊的網關作為二者的橋梁來幫助整合他們,該通訊的網關支持一個以太網和RS-232/422/485 口來連接各種類型的支持 Modbus 協議的設備,通過Modbus/TCP 和 Modbus /ASCII/RTU 協議轉換, 帶有以太網的 PLC 可以使用 RS-232/422/485 接口來實現無縫通訊。
2. 如果將操作后臺該為和二套一致的WONDERVARE INTOUCH系統,那么組建網絡將變的更為簡便,實現通過以太網絡直接通訊。
3.2現場布線
在替代改造過程中,我們必須力求工作簡潔條理,那必然考慮到布線的問題,避免煩瑣的理線、走線的工作,在這方面我們先考察目前PC3000的接線。
現場布線十分條理,方便改造的理線工作,據現場接線的統計,聚合、造粒工段所有I/O點如下:
西門子S7系列的PLC對于擴展和安裝布置十分靈活和方便,通過擴展模塊可以滿足現場的I/O輸入輸出點;從空間來看,對于S7要比PC3000體積小的多,所以空間問題也不受任何的限制。
3.3軟件編程
PC3000的編程軟件有兩種,上面的一種是基于DOS的PRGRAMMING STATION(PS)。
首先我們先看PC3000(以造粒工段)的一段程序為例:
SHUTDOWN:
BEGIN
IO4.Value_7 ∶= 0(*OFF*)
LdPgTmr.Input ∶= 0(*False*)
HEATING.Process_Val ∶= 0(*OFF*)
WORKING.Process_Val ∶= 0(*OFF*)
PreHtOn.Val ∶= 0(*ON*)
START1.Value_1 ∶= 0(*OFF*)
DevAIF.Input ∶= 0(*False*)
END
條件:
∶∶= AUXON.Process_Val AND MAINSWCH.Process_Val AND V220VAC.Process_Val AND V220ACSV.Process_Val AND V24VDC.Process_Val AND V24VAC.Process_Val ;
根據上述的程序,我們可以畫出邏輯框圖:用STEP v3.2軟件編程如下:
以某一片段的變成演示來看,在技術力量成熟的條件下,可以將整個PC3000的程序由STEP軟件來進行編譯、調試。
4.綜合性比較
西門子PLC代替歐陸PC3000的改造,較其可能的優缺點做如下的對比:
優:1. 維護方便,減少了一定的維護費用;
2. 方便維護人員對備品備件的管理
3. 技術成熟,便于今后的局部改造;
4. 可以減少對外方的技術依賴;
劣:1. 即使改造前的再詳細的調試,必然存在不確定因素;
2. 對設備的運行有一定的競爭冒險;
5.總結
由通用型PLC替換工業PLC,公司并未有該方面的經驗借鑒,該項工作顯然是個需要人力、物力的相當大的工作。尤其是對PC3000程序的理解上還有一段很長的路要走,在此過程中也會出現一定的不可預見的困難。另外,據了解,外方在長壽聚甲醛的第二、三裝置中將采用西門子S7系列PLC,到時我們可以借鑒一些理論和經驗支撐,更完善、穩定、全面地作好替換項目的準備工作。
參考文獻
[1]電氣電工實用技術問答.電子工業出版社.
[2]電子基礎.中國電力出版社.
[3]維修電工.機械工業出版社.
[4]電世界-雜志.電世界雜志社

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