剝片機組ASI網絡模塊改造

姜國民

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

剝片機組ASI網絡模塊改造

姜國民

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

本文主要介紹電解剝片機組ASI網絡模塊的結構、改造背景、方案及設計思路。

ASI;映射;比率放大器

1 前言

電解二系列剝片機組系2003年從奧托昆普引進的電銅加工機組設備,該機組整條生產線由AB公司的Logix5000PLC可編程控制實現,其網絡結構有控制網(ControlNet)、設備裝置網(Device Net)、上層監視以太網以及底層傳感器ASI網,其中ASI網絡通過AC1014控制器掛在設備(Device Net)網上,以太網實現與其它機組、行車的通訊。在ASI網絡中大面積的使用了一種型號為AC2808的模塊,該模塊自投產運行以來,輸出點頻繁燒壞,更換的周期只有3個月,廠家現已不再生產,嚴重影響到生產的正常運行。

2 剝片機組ASI網絡簡介

剝片機組ASI網絡通過控制器AC1014掛在設備網上,控制器集成有兩個主站ASI1#和2#,每個主站下面最多有31個從站,也就說最多允許掛31個模塊,每個模塊通過控制器與5000PLC設備網進行數據交換。圖1為剝片機組ASI網絡結構圖,圖中接線箱JB691、JB110、JB850、JB920、JB050、JB870、JB692、JB790、JB130、JB120內部的模塊均為AC2808型,每一個模塊的地址在圖中已標出。

3 AC2808模塊改造背景

剝片機組ASI1#和2#主站下面,AC2808型的模塊共計有34塊,該模塊提供4輸入/4輸出功能,見圖2所示。模塊的上排A+為ASI網絡電源DC24V +、A-為ASI網絡電源DC24V-,I1、I2、I3、I4為四輸入點接線端子,下排左邊01、02、03-04為模塊輸出電源DC24+、N為輸出電源DC24V-,右邊01、02、03、04為4輸出點。

圖2 AC2808模塊

該模塊的輸出為繼電器接點式,使用壽命受到限制,僅為1萬次,現場的使用實際情況就是3個月的壽命,時間一到模塊里面小型固態繼電器的觸點就燒壞。

針對AC2808模塊頻繁燒懷的情況,外方建議解決辦法是輸出端加中繼,但沒有效果;我們也采取過在輸出回路加續流二極管,壽命可以延長到4個月,但未能徹底解決問題。且該模塊廠家在兩年前就已經停產,在買不到備件的情況下,是我們自己通過更換模塊上的小型固態繼電器來修復,純粹是對付生產運行。

3.1 G3RG9002-0DA00模塊選型論證

借鑒電解新30萬t同廠家制作的剝片機組, ASI網絡中沒有使用AC2808型模塊,取而代之的是3RG9002-0DA00型4輸入/4輸出模塊,見圖3。模塊的上排端子1、2為輸出電源DC24V+, 3、4為輸出電源DC24V-,下排端子17、18為ASI網絡電源DC24V+,15、16為ASI網絡電源DC24V-, IN1、 IN2、 IN3、 IN4為模塊4輸入點接線端子,OUT1、OUT2、OUT3、OUT4為模塊為4輸出點接線端子。

該模塊的輸出接點為晶體管式輸出,使用壽命很長,投產2年來只換過1個,使用情況很好,為此我們決定將AC2808模塊改造成3RG9002-0DA00模塊。

圖3 3RG9002-0DA00模塊

3.2 模塊改造方案

要想將ASI網絡內的AC2808模塊改造成3RG9002-0DA00模塊。首先、必須確認3RG9002 -0DA00模塊與網絡上其它型號的模塊必須兼容,而且生產上只允許對控制箱內的模塊逐個的進行改造。也就是說當3RG9002-0DA00型模塊掛在原有的ASI設備網上,控制器AC1014不會報錯,模塊的地址映射不會出現問題,否則,將影響整個5000PLC系統,造成PLC系統網絡組態全部崩潰(通過試驗確認組態該模塊沒有問題)。其次、由于兩種模塊的安裝尺寸不一樣,接線方式不一樣,現場控制箱必須重新設計、制作。第三、ASI網絡內的所有模塊電氣接線圖重新設計,按照設計好的電氣原理接線圖重新配現場控制箱接線、完成現場控制箱與外部線路對接。第四、對剝片機組整機加工(新ASI模塊)控制調試,尤其是改動較大部分。

3.3 模塊改造圖紙設計

(1)現場控制箱的設計。綜合考慮控制箱內模塊的數量、內部模塊之間的間隙、散熱效果、外部進到控制箱里面的對接線上端子、原控制箱進出引線的位置等,設計好每一個控制箱的長、寬、高及安裝孔的位置。

(2)模塊電氣原理接線圖設計。在圖紙設計的過程中,原有的輸入/輸出點位一一對應,表1列出AC2808模塊和3RG9002-0DA00模塊的ASI網絡電源、輸出電源、輸入點、輸出點電氣接線轉換對應關系。除此之外對于輸出部分的驅動機構有調速要求的裝置,則需要增加中間繼電器作相應的轉換設計。

表1 兩種模塊電氣接線轉換

①該機組的橫送運輸裝置是變頻電機驅動,有高、低兩級速度控制。JB692控制箱I內ASI2#回路地址為7的模塊,它的4個輸出點是給到橫送運輸裝置變頻器輸入板。原AC2808模塊中01、02、03-04每對輸出接點的一端先短接,然后作為變頻器輸入板的公共端COM,另一端01是RUN FORWARD指令、02是RUN RESERVE指令、03是H IGH SPEED指令、04是LOW SPEED指令。因此在改造圖紙設計中就需要加四個中間繼電器K11、K12、K13、K14,通過它們的輔助接點作相應的轉換,一方面滿足了變頻器輸入板需要無源點的要求,另一方面又能實現模塊與變頻器之間電的隔離,見圖4為模塊輸出驅動橫送運輸機改造前后接線圖。

圖4 模塊輸出驅動橫送運輸機

②剝片機組的剝下提升裝置、陰極銅運輸機、陰極銅堆垛上部叉、下部叉是通過比率閥控制液壓馬達驅動,有快、漫兩級速度,原設計使用了比率放大器控制。因此在改造圖紙設計中就需要加中間繼電器作相應的轉換,一方面滿足了比率放大器需要無源接點的要求,另一方面又能實現模塊與比率放大器之間電的隔離。圖5為模塊輸出驅動剝下提升裝置的比率放大器改造前后接線圖。

圖5 模塊輸出驅動提升裝置的比率放大器

3.4 模塊改造及整機加工性能調試

所有改造電氣元器件到位以后,按照設計圖紙配好每一個控制箱內的ASI網絡模塊3RG9002-0DA00電氣接線,確認沒有錯誤的情況下,對機組進行改造。

(1)舊控制箱的外部接線拆除,并作好標記,方便新控制箱對接,舊控制箱拆除。

(2)新控制箱安裝,完成外部線路對接。(3)3RG9002-0DA00模塊地址映射。(4)整機控制性能調試,帶物料試機,一切正常。

4 結束語

剝片機組ASI網絡模塊成功改造以后,再沒有出現過燒壞模塊的現象,充分發揮了剝片機組的控制先進的性能,大大地提高了機組的作業速度,縮短了陰極板的裝槽時間,提高了電銅的效益。

REFERENCES

[1] Montageanleitung/Installation instructions AS-i DeviceNet AC1014ifm electronic.

[2] S7-300模塊數據設備手冊,02/2007,A5E00432670-05.

[3] 周斌主編.機電一體化實用技術手冊.兵器工業出版社,1994.

TheM odification of ASI NetworkM odule in StripperMachine

JIANG Guo-min
(Jiangxi Copper Corporation Guixi Smelter,Guixi 335424,Jiangxi,China)

The article introduces structure ofASINe twork module in sheet stripping machine,modification background and plan aswell as design ideas.

Actuator Sensor interface;projection;proportional amplifier

TP273

:B

:1009-3842(2010)01-0088-03

2010-01-05