基于S7-300PLC的胶带机集中控制系统设计

2015-11-21杜惠娜赵红鸣

橡塑技术与装备 2015年24期

关键词：胶带机鹤壁控件

杜惠娜，赵红鸣

（鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁 458000）

基于S7-300PLC的胶带机集中控制系统设计

S7-300PLC based design of belt machine centralized control system

杜惠娜，赵红鸣

（鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁 458000）

为了满足工矿行业对多条胶带运输机集中控制的要求，设计了一套基于S7-300型PLC的集中控制系统，本文以煤矿原煤运输为例，详细介绍了系统的硬件、软件设计和网络配置。实际应用中证明，该控制系统实现了颗粒运输行业的多条胶带机集中控制的目标，运行可靠，安全稳定。

PLC ；自动控制；胶带运输机；集中控制；WINCC

随着工业自动化的发展，传统的胶带运输机的控制已经满足不了现代工业的集约化，智能化的需求，在大多数煤矿中，需要多条胶带运输机组合，成为一条完整的运输线，整条运输线每条皮带都需要安排司机，进行开停胶带机，掌握胶带运输情况。近年来，以S7-300为控制核心的集中控制系统越来越受到业者的关注，它具备I/O点数多，控制程序灵活，安全性高，且稳定可靠的优点。为此设计了一套基于S7-300系列PLC为核心的胶带机集中控制系统。

1 控制系统构成

胶带机集中控制系统主要由胶带机设备系统、计算机软件系统、集中控制系统构成。

1.1 胶带机设备系统

胶带机设备系统是本文控制系统的主体，它由多条胶带机搭接而成，每条皮带机由机头卸载部分，机尾装载部分，驱动部分和张紧部分构成。

1.2 计算机软件系统

计算机软件系统主要负责运行数据的采集，传感器数据和动作的采集，各种动力设备运行状态监控，以图形动画的形式现实给集中控制站的操作人员，并具备故障分析，事件记录，曲线趋势图分析，报表打印等功能。

1.3 集中控制系统

集中控制系统采用先进的串行口数字通信现场总线，选用S7-300行PLC构建硬冗余系统，配合低压电气开关，胶带机保护传感器等设备，构成一套监控，保护齐全的集中控制系统，解决胶带机必须人员就地操作的问题。

2 集中系统总体方案设计

2.1 控制系统硬件设计

PLC的核心CPU选用了两套CPU-315-2DP型PLC，此款PLC的功能满足要求，且稳定性好，配合300PLC的程序进行软冗余切换，使系统故障停机的可能性降到最小。

选用IM153-2高性能借口模块，用于在冗余PLC站的下行，组态拓展机架上的I/O模块

选用SM321/322数字输入/输出模块；选用SM331模拟量输入模块。具体硬件结构图如图1。

2.2 冗余网络配置

图1 PLC硬件组态网络结构图

由于煤矿原煤生产的重要性，不能长时间的故障停机，本文设计了高度冗余的系统，计算机采用软冗余，使用西门子的WINCC，并配置WINCC Redundancy 功能，实现计算机的故障热切换，如图2。

图2 控制系统的冗余网络配置

2.3 程序编写

按照工艺流程，以逻辑图作为软件编程基础。分别在主站和备站配置相同的自动控制程序，并在主站和备站分别配置冗余控制字，使任意控制站在进入故障程序执行错误时，进行硬件电源硬切换，将故障站断电，将备用站上电，从而实现软件程序的冗余，程序编写主要由开停控制块、保护程序块，数据采集/转换块，系统功能设计块、冗余功能块和数据归档区构成。大致的结构如图3所示。

2.4 计算机软件设计

控制系统的计算机软件采用WINCC为平台开发，此款平台具备S7-300PLC的通讯驱动，无需二次开发，且具备常用的数据归档控件，事件记录控件和曲线控件，打印控件等，可缩短开发周期，实现整个集控系统良好的人机交互。