張俊杰

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

ET200分布式I/O在乳化炸藥液銨系統(tǒng)中的應(yīng)用

張俊杰1,2,3

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

結(jié)合貴州盤江化工有限公司液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)建設(shè)，分析了ET200分布式I/O技術(shù)在液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)組態(tài)中的應(yīng)用過程，并描述了其硬件配置和軟件調(diào)試方法，為相關(guān)應(yīng)用提供參考。

ET200 遠(yuǎn)程I/O PROFIBUS-DP 液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)

2013年通過對貴州盤江化工有限公司的乳化炸藥生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，新建液態(tài)硝銨儲罐系統(tǒng)，代替原有通過破碎機破碎袋裝顆粒硝銨后蒸汽溶化的模式。將新建的液態(tài)硝銨系統(tǒng)融合到制藥PLC主系統(tǒng)中使其符合國家的驗收標(biāo)準(zhǔn)是此次改造的重點，以該系統(tǒng)的建設(shè)為背景，詳細(xì)分析ET200分布式I/O技術(shù)在工業(yè)炸藥液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)中的應(yīng)用成果。

1 項目背景

本研究是在原有乳化炸藥整體生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上增加一套液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)及3個體積為29 m3的液態(tài)硝銨儲罐，現(xiàn)需采集液銨罐的液位、溫度、壓力等參數(shù)，實現(xiàn)現(xiàn)場和控制室的自動切換放料控制和溫度調(diào)節(jié)。原乳化炸藥制藥工序已有成套的自控系統(tǒng)，在控制室放置了一個PLC操作臺，將新建的液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)納入該自動控制系統(tǒng)，方案有：①將液態(tài)硝銨貯罐系統(tǒng)的溫度、液位、壓力、運行信號等信息通過電纜直接接入PLC系統(tǒng)，但新建的液態(tài)硝銨貯罐距設(shè)置于控制室內(nèi)的PLC柜較遠(yuǎn)，各類控制線和動力電纜較多，走線線路復(fù)雜，拐彎較多，建成后故障發(fā)生率較高，加之現(xiàn)場存在電磁干擾使得系統(tǒng)的可靠性大大降低；②采用ET200分布式I/O技術(shù)，在現(xiàn)場就近設(shè)置采集點，所有的信號進(jìn)入該系統(tǒng)，通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，利用一根通信線傳輸至主系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定、順暢通訊。

2 硬件改造與軟件設(shè)置

2.1 硬件改造

(1)西門子CPU315-2DP。原PLC系統(tǒng)采用的是西門子314CPU，只有1個MPI口，目前已與工控機的西門子5611卡相連接，無另外的DP口與ET200通訊，因而有必要更換型號為西門子315-2DP的CPU。西門子315-2 DP是一款帶有PROFIBUS DP主/從接口的CPU，有2個通訊口，其中1個MPI口繼續(xù)用作與原工控機通訊，另外1個DP口與ET200通訊組成分布式自動化結(jié)構(gòu)，作為PROFIBUS DP的主站使用。分布式I/O與集中式I/O具有相同的配置、編址及編程，雖為2個系統(tǒng)，但在同一編程系統(tǒng)中進(jìn)行編程時僅需在原系統(tǒng)中插入新的程序塊便可實現(xiàn)程序和地址的共用。

(2)西門子ET200。ET200是一種高密度配置模塊化的分布式I/O站，IM153是I/O分布模塊必須采用的通信模塊，CPU與IN153連接，IM153自帶ET200模塊。通過IM153-1接口模塊，西門子PLC與ET200通過PROFIBUS現(xiàn)場總線連接。不同類型的接口模塊可攜帶的S7-300模塊數(shù)也不一致：IM153-1接口模塊最多可攜帶8個I/O模塊，IM153-2接口模塊最多可攜帶12個I/O模塊。本研究中系統(tǒng)僅需要擴展7個模塊，因而IM153-1符合此次改造的需要。PROFIBUS DP是由西門子公司為主導(dǎo)的十幾家德國公司、研究所共同推出的符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN 19245)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的PREN 50170現(xiàn)場總線，可接入現(xiàn)場總線的產(chǎn)品形式多種多樣，已成為全球通用的一種總線協(xié)議。

2.2 軟件設(shè)置

2.2.1 CPU315-2DP主站設(shè)置

將原PLC程序的CPU314更換為CPU315-2DP并完成硬件組態(tài)和定義。雙擊CPU 315-2DP的“DP”項，彈出“屬性-DP”對話框，見圖1。單擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點擊“屬性”按鈕更改DP主站的地址。該項目的DP主站地址為2，單擊“工作模式”標(biāo)簽，選定“DP主站”。

圖1 “屬性-DP”對話框

2.2.2 ET200遠(yuǎn)程I/O從站設(shè)置

在硬件組態(tài)畫面中通過型號查找“IM 153-1”，按住“IM135-1”圖標(biāo)拖動至“DP”圖標(biāo)上即可將ET200M掛于系統(tǒng)中。雙擊組態(tài)好的“IM153-1”圖標(biāo)，出現(xiàn)“DP從站屬性”對話框，見圖2。單擊“PROFIBUS(P)”圖標(biāo)設(shè)置IM153-1從站的地址，設(shè)定地址須與 ET200M 硬件上撥碼數(shù)字一致，且不與其他站沖突。

圖2 “DP從站屬性”對話框

2.2.3 全站設(shè)置

整個系統(tǒng)設(shè)置見圖3。CPU315-2DP通過IM365擴展了1個現(xiàn)場機架。主機架攜帶了4個模塊，擴展機架攜帶了8個模塊。ET200M的地址與硬件撥碼的地址均為4，且不與其他站點地址有沖突。遠(yuǎn)程ET200通過IM153通訊擴展攜帶了7個模塊。該擴展模塊系統(tǒng)安置于液態(tài)硝銨罐附近的房間內(nèi)，方便了現(xiàn)場接線，提高了系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié) 語

通過對貴州盤江化工有限公司的乳化炸藥生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，新建了液態(tài)硝銨儲罐系統(tǒng)，該系統(tǒng)自驗收以來生產(chǎn)的乳化炸藥質(zhì)量完全符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

圖3 系統(tǒng)設(shè)置

2015-08-04)

張俊杰(1985—)，男，工程師,243000 安徽省馬鞍山市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西塘路666號。