西门子ET200M在斗轮堆取料机控制系统中的应用

曹艳华

（北方重工散料装卸设备分公司研究所，辽宁 沈阳 110027）

随着科学技术的进步，自控理论等高科技产业的快速发展，臂式斗轮堆取料机控制系统日臻完善。控制系统的稳定性，安全性，设备的操作和维护都有了更高的要求，在这样的工况环境下西门子产品ET200M孕育而生。ET200M是西门子PLC中一款高度模块化的分布式IO系统，防护等级IP20，特别适用于高密度且复杂的自动化任务。

内容：

臂式斗轮堆取料机是现代工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，广泛应用于港口、码头、钢铁厂和发电厂等散料存储料场的堆取作业。和应用在矿山、水泥厂的堆取料机设备相比，臂式斗轮堆取料机对工艺的要求及稳定性的要求都会更高，加上臂式斗轮堆取料机机身庞大，可控部件较多，配电室与操作室分开布置等原因，使它的电控系统相对复杂的多。随着科学技术的日新月异，自动化程度也越来越高，使用ET200M在斗轮堆取料机中做远程IO控制，不仅使斗轮堆取料机自动化控制系统更稳定，减少了整个控制系统的成本，也减少了工人在操作、检修、维护的工作量，使斗轮堆取料机控制系统提高了一大步。

斗轮堆取料机由斗轮机、皮带输送机、回转驱动部分，俯仰驱动部分和行走驱动组成。斗轮堆取料机大多堆料机和取料机一体，由斗轮和输送皮带的正反转实现堆料或取料作业。斗轮堆取料机的高度都在10米以上，配电室在第一层平台上，离地面1-1.5米，方便动力电源上机，这里空间较大，固定方便，各个回路的主电源也由此配送给电机，但在第一平台视野不好，不利于操作；操作室安放在堆取料机的大臂上第二平台，这里空间较小，因为它的大小影响整体设备的力矩平衡，这里方便操作者察看料场的整体情况。在早先的设计中CPU控制主机系统都安装在操作室里，所有的检测信号线都从操作室去往现场，线缆不但多而且都很长，大大的增加了故障的几率。ET200M的应用就显得高效多了。首先我们将S7-300的CPU从操作室移至配电室，利用ET200M支持profibus，可做远程I/O的特点、可使用S7-300信号模块、功能模块和通讯模块，还可以扩展的特性，将原控制系统分成两个部分，以系统就近的原则分配，ET200M与主机之间仅通过DP电缆连接，不仅提高了堆取料机的控制系统，从斗轮堆取料机的整体结构，电控柜的柜体布局，电缆的铺设，设备的维护，都有很大的改进。如图1S7-300 6ES7315-2EH14-0AA0为主CPU，ET200M为从站，遵循着profibusDP的通讯原则，在ET200M上设好站地址 ，在CPU中硬件配置好就完成了ET200M和主机之间的通讯，配置简单，通讯稳定，简化了电缆的连接，柜体的布置也更美观了。

随着科学技术的发展，工控领域也不断进行着技术革新，ET200M的功能也从扩展DP通讯做远程I/O，发展到硬件配置的热插拔和硬件系统的冗余配置。

斗轮堆取料机由于工作环境的要求，工控的技术水平都很高，往往要求堆取料机的PLC控制系统能够实现热插拔功能，所谓热插拔就是在系统通电运行状态下，进行硬件的更换和调整S7-300CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔，S7-300作为PROFIBUSDP主站下挂DP从站ET200M，而ET200M使用有源总线底板，这样带的I/O模块支持热插拔功能，具有以下特点：

1带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏；

2带电插拔模块时，CPU不停机，并产生报警；

3带电插拔模块时，该模块I/O通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响；

4带电插拔模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理；

西门子ET200M自控产品的应用大大节约了堆取料机控制系统的成本，使控制系统的设计更简洁、精炼，提高了控制方式的灵活性，方便了操作与维护，使整个控制系统的稳定性、安全性更高。ET200M自控产品在斗轮堆取料机控制系统中的应用将会有更广阔的前景。

[1]冯敏、刘宇.自控产品在堆取料机控制系统上的应用，2006（6）.

[2]李荣芳、范晓涛等SIEMENS自控产品在堆取料机控制系统上的应用，2004（3）.

[3]西门子大中型自动化产品样本 2010（9）.

[4]SIEMENSPLC系统中热插拔功能的应用与说明SIEMENSA&DCS2004-6-6.