基于INTERBUS總線的GD包裝機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、基于INTERBUS總線的GD包裝機控制系統(tǒng)設(shè)計         一、緒言          目前，我國煙廠的包裝機很多是GD公司生產(chǎn)的X1/X2型包裝機。由于該機型是早期90年代初引進的，其電控系統(tǒng)為FZ控制系統(tǒng)，主要采用邏輯線路板作為其主控設(shè)備，隨著設(shè)備的長期運行，邏輯電路控制方式的缺點就逐漸顯露出來了。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：          1）故障率高；  

2、0;  2）維護困難；      3）機臺操作工故障定位困難；      4）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集功能困難；      5）原機采用的軟、硬件都是GD公司生產(chǎn)的，通用性差，而且GD公司已通知以后不再提供老式FZ電控系統(tǒng)備件，因此給今后的維修將帶來很大的困難。          由于以上這些種種問題，很有必要對該控制系統(tǒng)進行技術(shù)改造。改造后的控制系統(tǒng)除應(yīng)保證原機正常生產(chǎn)功能外，系統(tǒng)還必須具有先進性，符合

3、現(xiàn)代煙機控制系統(tǒng)發(fā)展的潮流，能夠提供直觀人機界面，具有計算機網(wǎng)絡(luò)接口，能進行單機數(shù)采等。          二、改造方案        針對上述的問題和要求，我們設(shè)計了以德國SIEMENS S7400 PLC 為核心，采用INTERBUS現(xiàn)場總線的一套全新的PLC控制系統(tǒng)，以取代原GDX1包裝機所用的全部電路板。改造后的系統(tǒng)主要由PLC控制系統(tǒng)、INTERBUS總線和上位工控機組成，系統(tǒng)組成如圖1所示。  圖1 系統(tǒng)組成框圖TERBUS總線采用了集總幀型的

4、數(shù)據(jù)環(huán)通訊，這種通訊保證了數(shù)據(jù)傳輸嚴格的同步性和周期性；          2）全雙工的通訊方式和500K的一致速率保證了數(shù)據(jù)通訊的實時性；差分信號傳輸和專門的總線環(huán)路檢查保證了強大的抗干擾性和設(shè)備實時監(jiān)控；          3）INTERBUS網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可以混合使用，不論光纜、光導(dǎo)、紅外均可按要求而定；          4）INTERBUS總線系統(tǒng)調(diào)試方便，即插即用，安裝方便，不

5、用終端電阻，調(diào)試時間短，不會地址重疊；          5）INTERBUS發(fā)生故障時能正確告訴操作人員錯誤位置、類型、解決方法、診斷功能極強。另外，INTERBUS特別適合數(shù)據(jù)塊小，但傳輸次數(shù)較頻繁的場合，因此很適合與GD包裝機的改造場合。        總線適配控制器是INTERBUS總線系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)通信的核心，也是INTERBUS總線系統(tǒng)與PLC之間的橋梁，它的性能的優(yōu)劣對于整個控制系統(tǒng)都有很大的影響。本系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)采用的是西門子公司的S7-

6、400 PLC，所以選擇菲尼克斯電氣公司專門為西門子S7-400 控制系統(tǒng)生產(chǎn)的第四代總線適配控制器IBS S7可以看到，各種傳感器和操作按鈕等檢測、控制信號一部分經(jīng)INTERBUS I/O 模塊組輸入PLC，一部分送至PLC直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以減少中間環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的可靠性。繼電器、斷路器等低壓電器安裝在主動電柜中。而原機13個溫控器全部取消，由PLC模塊直接進行PID模糊控制，在工控機屏幕上可以進行各溫度點的溫度設(shè)定和溫度顯示。          控制系統(tǒng)的總線組態(tài)軟件選用菲尼克斯電氣公司的第四代INTERBUS系統(tǒng)組態(tài)

7、軟件IBS CMD G4 4.51。IBS CMD G4是與PLC控制系統(tǒng)相互獨立的組態(tài)軟件。該軟件可以使用戶以可視化方式交互配置、操作、診斷INTERBUS網(wǎng)絡(luò)中所有的連接設(shè)備，設(shè)定INTERBUS總線設(shè)備與PLC控制系統(tǒng)通信的內(nèi)存區(qū)域。通過對總線適配控制器進行配置，設(shè)置了標準寄存器和地址區(qū)，寄存器最終被映射到PLC的輸入和輸出區(qū)。標準寄存器包括兩個診斷寄存器和三個標準功能寄存器，診斷寄存器包括診斷狀態(tài)寄存器（輸入字）和診斷參數(shù)寄存器（輸入字）。         PLC控制軟件編程采用STEP 7。其編程思想及過程為： 

8、        1）消化原機圖紙，理解其控制邏輯；      2）現(xiàn)場了解工藝操作過程，熟悉工藝流程；      3）軟件控制邏輯基本和原控制板邏輯保持一致，如信號連動、互鎖、移位寄存器操作等；      4）結(jié)合現(xiàn)場工藝對部分邏輯作簡化、修改，使控制方式更簡潔、合理；      5）將其它檢測信號無縫加入到現(xiàn)在的控制軟件中。         三、改造結(jié)果          四、結(jié)論          幾年來的運行結(jié)果表明：本文提出的基于INT