西門子ET200M在斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

曹艷華

（北方重工散料裝卸設(shè)備分公司研究所，遼寧 沈陽 110027）

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自控理論等高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，臂式斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)日臻完善。控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性，設(shè)備的操作和維護(hù)都有了更高的要求，在這樣的工況環(huán)境下西門子產(chǎn)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(tǒng)，防護(hù)等級IP20，特別適用于高密度且復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。

內(nèi)容：

臂式斗輪堆取料機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)大宗散狀物料連續(xù)裝卸的高效設(shè)備，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、鋼鐵廠和發(fā)電廠等散料存儲料場的堆取作業(yè)。和應(yīng)用在礦山、水泥廠的堆取料機(jī)設(shè)備相比，臂式斗輪堆取料機(jī)對工藝的要求及穩(wěn)定性的要求都會更高，加上臂式斗輪堆取料機(jī)機(jī)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(tǒng)相對復(fù)雜的多。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度也越來越高，使用ET200M在斗輪堆取料機(jī)中做遠(yuǎn)程IO控制，不僅使斗輪堆取料機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)更穩(wěn)定，減少了整個(gè)控制系統(tǒng)的成本，也減少了工人在操作、檢修、維護(hù)的工作量，使斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)提高了一大步。

斗輪堆取料機(jī)由斗輪機(jī)、皮帶輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分，俯仰驅(qū)動(dòng)部分和行走驅(qū)動(dòng)組成。斗輪堆取料機(jī)大多堆料機(jī)和取料機(jī)一體，由斗輪和輸送皮帶的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)堆料或取料作業(yè)。斗輪堆取料機(jī)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(dòng)力電源上機(jī)，這里空間較大，固定方便，各個(gè)回路的主電源也由此配送給電機(jī)，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(jī)的大臂上第二平臺，這里空間較小，因?yàn)樗拇笮∮绊懻w設(shè)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(shè)計(jì)中CPU控制主機(jī)系統(tǒng)都安裝在操作室里，所有的檢測信號線都從操作室去往現(xiàn)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(yīng)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(yuǎn)程I/O的特點(diǎn)、可使用S7-300信號模塊、功能模塊和通訊模塊，還可以擴(kuò)展的特性，將原控制系統(tǒng)分成兩個(gè)部分，以系統(tǒng)就近的原則分配，ET200M與主機(jī)之間僅通過DP電纜連接，不僅提高了堆取料機(jī)的控制系統(tǒng)，從斗輪堆取料機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，電控柜的柜體布局，電纜的鋪設(shè)，設(shè)備的維護(hù)，都有很大的改進(jìn)。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(shè)好站地址 ，在CPU中硬件配置好就完成了ET200M和主機(jī)之間的通訊，配置簡單，通訊穩(wěn)定，簡化了電纜的連接，柜體的布置也更美觀了。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工控領(lǐng)域也不斷進(jìn)行著技術(shù)革新，ET200M的功能也從擴(kuò)展DP通訊做遠(yuǎn)程I/O，發(fā)展到硬件配置的熱插拔和硬件系統(tǒng)的冗余配置。

斗輪堆取料機(jī)由于工作環(huán)境的要求，工控的技術(shù)水平都很高，往往要求堆取料機(jī)的PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔功能，所謂熱插拔就是在系統(tǒng)通電運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行硬件的更換和調(diào)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(diǎn)：

1帶電插拔模塊時(shí)，確保不造成模塊的硬件損壞；

2帶電插拔模塊時(shí)，CPU不停機(jī)，并產(chǎn)生報(bào)警；

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

4帶電插拔模塊時(shí)，CPU中觸發(fā)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(jìn)行相應(yīng)控制邏輯和I/O通道的處理；

西門子ET200M自控產(chǎn)品的應(yīng)用大大節(jié)約了堆取料機(jī)控制系統(tǒng)的成本，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更簡潔、精煉，提高了控制方式的靈活性，方便了操作與維護(hù)，使整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性更高。ET200M自控產(chǎn)品在斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用將會有更廣闊的前景。

[1]馮敏、劉宇.自控產(chǎn)品在堆取料機(jī)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，2006（6）.

[2]李榮芳、范曉濤等SIEMENS自控產(chǎn)品在堆取料機(jī)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，2004（3）.

[3]西門子大中型自動(dòng)化產(chǎn)品樣本 2010（9）.

[4]SIEMENSPLC系統(tǒng)中熱插拔功能的應(yīng)用與說明SIEMENSA&DCS2004-6-6.