淺析基于WINCC與S7-300的發(fā)貨控制系統(tǒng)改造

閆愛國，邸建豐

（秦皇島淺野水泥有限公司，河北 秦皇島 066326）

1 改造原因

淺野公司的發(fā)貨控制系統(tǒng)是1997年引進的進口設(shè)備，由日本安川公司的上位機ACGC系統(tǒng)和CP3300系列PLC組成。該系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用很少，程序晦澀難懂，運行維護比較困難，對系統(tǒng)進行一些較大改動時，需要聘請廠家人員，費用昂貴。尤其近年來，隨著自動化技術(shù)的高速發(fā)展，原有控制系統(tǒng)的部件已經(jīng)被淘汰，備件無法購買，維護越來越困難，對系統(tǒng)運行造成了很大風(fēng)險。鑒于上述原因，對發(fā)貨控制系統(tǒng)進行升級改造。

2 原系統(tǒng)概述

上位機ACGC系統(tǒng)包括2個主畫面，6個狀態(tài)顯示畫面。

下位機CP3300 PLC系統(tǒng)包括1個PLC主站，3個遠程I/0站，分別是：主站CRP801、遠程I/0站CRP802、CRP803、CRP804。

改造前，對舊系統(tǒng)PLC的模塊及點位進行了統(tǒng)計，詳見表1。

表1 CP3300 PLC模塊數(shù)量統(tǒng)計

3 改造方案

3.1 總體原則

改造方案的總原則是新系統(tǒng)需要在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，維護及使用方便。

經(jīng)過對國內(nèi)眾多控制系統(tǒng)進行比對，選用了西門子公司的WINCC人機界面及S7-300系列PLC組成的控制系統(tǒng)。改造充分考慮與現(xiàn)有外圍設(shè)備的銜接，符合現(xiàn)有的工藝流程畫面及操作習(xí)慣，以便操作人員快速掌握新系統(tǒng)的操作及維護工作。

3.2 硬件設(shè)計

3.2.1 上位機

改造后的上位機由人機界面操作系統(tǒng)Panel PC677 集成WINCC Asia等設(shè)備，實現(xiàn)對整個發(fā)貨控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控，集中管理和自動化控制。主要配置如下。

（1）監(jiān)視器為液晶LCD屏幕，TFT彩顯。

（2）CPU為Core 2 T7400 2.16G，2G DDRAM，160G硬盤。

（3）操作員站配置WINCC軟件。

3.2.2 下位機

改造后的下位機由S7-300 PLC主站及遠程I/O站組成，主站及遠程I/O站通過接口模塊IM153-2進行通訊。由于各站距離遠（最遠300米），選用了Profibus-DP光纖系統(tǒng)，實現(xiàn)PLC主站與遠程I/O站之間數(shù)據(jù)的相互傳遞。采用光纖方式既避免了電氣干擾，又延展了系統(tǒng)的通訊距離。

3.2.3 系統(tǒng)配置圖

WINCC操作員站通過MPI與S7-300主站進行通訊，S7-300主站通過PROFIBUS-DP總線與現(xiàn)場I/0站進行通訊。系統(tǒng)配置圖見圖1。

圖1

3.3 軟件設(shè)計

3.3.1 畫面設(shè)計

畫面設(shè)計應(yīng)滿足工藝控制要求，簡潔明了，便于操作。畫面布局主要分為3部分，上方為標題欄，標明畫面名稱；中間為畫面顯示區(qū)，顯示設(shè)備狀態(tài)及進行操作；下方為按鈕區(qū)，用于畫面切換。畫面設(shè)計說明如下。

主畫面：主畫面根據(jù)工藝流程及設(shè)備現(xiàn)場分布情況進行設(shè)計，是最重要的顯示及操作畫面。該畫面主要顯示設(shè)備狀態(tài)（運行、停止、故障）及電流、功率等模擬量數(shù)值，并通過按鈕對設(shè)備進行操作。本工程設(shè)計了4個主畫面，示例見圖2。

圖2 1#水泥庫出庫主畫面

3.3.2 程序設(shè)計

PLC程序設(shè)計秉承原有系統(tǒng)的控制習(xí)慣，不做邏輯修改，最大限度的保留原有系統(tǒng)的完善及可靠性。程序設(shè)計要求統(tǒng)一化、規(guī)范化，具有良好的可讀性，方便維護。程序根據(jù)工藝流程編寫，主要分為單體程序及組程序兩部分。

單體程序：每臺電機等單體設(shè)備都編寫單體程序。啟動包含兩種方式，分別是現(xiàn)場單機啟動和控制室組啟動；連鎖包含啟動連鎖、流程連鎖、運行連鎖；停止包含單機停止及組停止。

4 改造效果

改造后的WINCC系統(tǒng)具有友好的人機界面，很好的實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視與操作。改造后的S7-300 PLC程序滿足工藝控制要求，并且程序通俗易懂，十分有利用運行及維護。

總之，改造后的控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，易于操作，達到了預(yù)期效果，也為同類型的舊控制系統(tǒng)改造提供了較大的參考價值。