西門子ET200M在斗輪堆取料機控制系統中的應用

曹艷華

（北方重工散料裝卸設備分公司研究所，遼寧 沈陽 110027）

隨著科學技術的進步，自控理論等高科技產業的快速發展，臂式斗輪堆取料機控制系統日臻完善。控制系統的穩定性，安全性，設備的操作和維護都有了更高的要求，在這樣的工況環境下西門子產品ET200M孕育而生。ET200M是西門子PLC中一款高度模塊化的分布式IO系統，防護等級IP20，特別適用于高密度且復雜的自動化任務。

內容：

臂式斗輪堆取料機是現代工業大宗散狀物料連續裝卸的高效設備，廣泛應用于港口、碼頭、鋼鐵廠和發電廠等散料存儲料場的堆取作業。和應用在礦山、水泥廠的堆取料機設備相比，臂式斗輪堆取料機對工藝的要求及穩定性的要求都會更高，加上臂式斗輪堆取料機機身龐大，可控部件較多，配電室與操作室分開布置等原因，使它的電控系統相對復雜的多。隨著科學技術的日新月異，自動化程度也越來越高，使用ET200M在斗輪堆取料機中做遠程IO控制，不僅使斗輪堆取料機自動化控制系統更穩定，減少了整個控制系統的成本，也減少了工人在操作、檢修、維護的工作量，使斗輪堆取料機控制系統提高了一大步。

斗輪堆取料機由斗輪機、皮帶輸送機、回轉驅動部分，俯仰驅動部分和行走驅動組成。斗輪堆取料機大多堆料機和取料機一體，由斗輪和輸送皮帶的正反轉實現堆料或取料作業。斗輪堆取料機的高度都在10米以上，配電室在第一層平臺上，離地面1-1.5米，方便動力電源上機，這里空間較大，固定方便，各個回路的主電源也由此配送給電機，但在第一平臺視野不好，不利于操作；操作室安放在堆取料機的大臂上第二平臺，這里空間較小，因為它的大小影響整體設備的力矩平衡，這里方便操作者察看料場的整體情況。在早先的設計中CPU控制主機系統都安裝在操作室里，所有的檢測信號線都從操作室去往現場，線纜不但多而且都很長，大大的增加了故障的幾率。ET200M的應用就顯得高效多了。首先我們將S7-300的CPU從操作室移至配電室，利用ET200M支持profibus，可做遠程I/O的特點、可使用S7-300信號模塊、功能模塊和通訊模塊，還可以擴展的特性，將原控制系統分成兩個部分，以系統就近的原則分配，ET200M與主機之間僅通過DP電纜連接，不僅提高了堆取料機的控制系統，從斗輪堆取料機的整體結構，電控柜的柜體布局，電纜的鋪設，設備的維護，都有很大的改進。如圖1S7-300 6ES7315-2EH14-0AA0為主CPU，ET200M為從站，遵循著profibusDP的通訊原則，在ET200M上設好站地址 ，在CPU中硬件配置好就完成了ET200M和主機之間的通訊，配置簡單，通訊穩定，簡化了電纜的連接，柜體的布置也更美觀了。

隨著科學技術的發展，工控領域也不斷進行著技術革新，ET200M的功能也從擴展DP通訊做遠程I/O，發展到硬件配置的熱插拔和硬件系統的冗余配置。

斗輪堆取料機由于工作環境的要求，工控的技術水平都很高，往往要求堆取料機的PLC控制系統能夠實現熱插拔功能，所謂熱插拔就是在系統通電運行狀態下，進行硬件的更換和調整S7-300CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔，S7-300作為PROFIBUSDP主站下掛DP從站ET200M，而ET200M使用有源總線底板，這樣帶的I/O模塊支持熱插拔功能，具有以下特點：

1帶電插拔模塊時，確保不造成模塊的硬件損壞；

2帶電插拔模塊時，CPU不停機，并產生報警；

3帶電插拔模塊時，該模塊I/O通道的數值保持不變，而其他模塊的運行不受影響；

4帶電插拔模塊時，CPU中觸發中斷組織塊或通過DP診斷程序塊，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進行相應控制邏輯和I/O通道的處理；

西門子ET200M自控產品的應用大大節約了堆取料機控制系統的成本，使控制系統的設計更簡潔、精煉，提高了控制方式的靈活性，方便了操作與維護，使整個控制系統的穩定性、安全性更高。ET200M自控產品在斗輪堆取料機控制系統中的應用將會有更廣闊的前景。

[1]馮敏、劉宇.自控產品在堆取料機控制系統上的應用，2006（6）.

[2]李榮芳、范曉濤等SIEMENS自控產品在堆取料機控制系統上的應用，2004（3）.

[3]西門子大中型自動化產品樣本 2010（9）.

[4]SIEMENSPLC系統中熱插拔功能的應用與說明SIEMENSA&DCS2004-6-6.