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1、DAPCO超聲波設(shè)備PLC系統(tǒng)改造方案總結(jié)一、 引言DAPCO超聲波探傷設(shè)備在冷軋不銹鋼管廠鋼管探傷中發(fā)揮了很大的作用。但其PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)老化，超過使用壽命，故障率高，影響正常生產(chǎn)。該控制系統(tǒng)的PLC設(shè)備早已停產(chǎn)，沒有足夠的備件來滿足設(shè)備的運(yùn)行。PLC控制程序需要專用的編程器才能使用，目前沒有相關(guān)的編程器，給設(shè)備故障的查找?guī)砝щy。沒有合適的編程器無法就無法對控制系統(tǒng)進(jìn)行完善和改進(jìn)，不能增加新的功能。沒有完整的電氣控制系統(tǒng)的圖紙，不利于點(diǎn)檢人員維護(hù)。很有必要對其進(jìn)行升級改造。二、 系統(tǒng)概述DAPCO超聲波鋼管自動(dòng)探傷設(shè)備原來中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，掌控著整個(gè)設(shè)備的所有運(yùn)行動(dòng)作，是整個(gè)設(shè)備的2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)原本采用的是GE公司GENIUS系列的PLC控制系統(tǒng)，共有九個(gè)輸入輸出模塊，所有的模塊采用串連的方式與CPU相連，其中6個(gè)模塊用來控制設(shè)備液壓和氣壓動(dòng)作，2個(gè)模塊用來控制操作臺，還有一個(gè)模塊用來PLC與信號處理系統(tǒng)的通信?？刂圃O(shè)備液壓和氣壓動(dòng)作的前六個(gè)模塊設(shè)計(jì)在GE1柜，其他3個(gè)模塊設(shè)計(jì)在GE2柜。三、 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置1. 系統(tǒng)的選型及特點(diǎn)根據(jù)我公司長期使用自動(dòng)探傷設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我們在認(rèn)真分析比較國內(nèi)外知名公司工控產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，選用了西門子公司的SMATIC S7-300可編程控制器構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿足該設(shè)備在自動(dòng)控制上的要求。SMATIC S7-300 3、PLC作為西門子公司新一代的產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：l 功能強(qiáng)：極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，MPI接口和通過SMATIC NET聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力，功能會(huì)更強(qiáng)l 快速：指令處理極其快速，功能強(qiáng)大的CPU只需要0.3ms就可以處理1024個(gè)二進(jìn)制語句，在面向字處理方面也同樣表現(xiàn)出色。l 全集成：全部模塊化，運(yùn)行可靠，性能價(jià)格比高。2. 系統(tǒng)的組成該自動(dòng)控制系統(tǒng)主要分為四大部分，第一部分是鋼管的轉(zhuǎn)送部分，主要實(shí)行鋼管從上料臺架通過控制交叉臂翻轉(zhuǎn)將鋼管傳送到探傷輥道上。第二部分是兩個(gè)探頭起落架的控制，主要包括探頭起落架給水給氣的控制，起落架起落的控制以及起落架加緊的控制。第三部分是輥道的控制，包括輥道前進(jìn)后4、退的控制，輥道速度的控制和輥道翻轉(zhuǎn)板的控制。第四部分是操作平臺的控制，包括各種控制按鈕、控制指示燈和急停按鈕。 該系統(tǒng)主要由一個(gè)主機(jī)架和一個(gè)擴(kuò)張機(jī)架組成，其中的通信采用MPI通訊。編程用的工控機(jī)與PLC通訊也采用MPI通訊總線進(jìn)行通訊。如圖1圖13. 系統(tǒng)工藝流程開始上料到輥道傳送到位開始探傷探傷結(jié)束下料到臺架結(jié)束圖2工藝流程如圖2所示，首先鋼管經(jīng)過交叉臂將鋼管翻轉(zhuǎn)到輥道上，通過輥道的傳送鋼管管端到達(dá)一號起落架下方，兩個(gè)起落架下落，輥道前進(jìn)以探傷速度進(jìn)行探傷，二號起落架探傷結(jié)束抬起，一號起落架探傷結(jié)束抬起。輥道將鋼管傳送到輥道末端，翻轉(zhuǎn)架將鋼管翻轉(zhuǎn)至出料臺架。名稱數(shù)量說明PS 307 10A15、負(fù)載電源 120 / 230 VAC:24 VDC / 10 ACPU 315-2DP1128 KB 工作內(nèi)存; 0.1ms/1000 條指令; MPI+ DP 連接AI4/AO21模擬量輸入/輸出模塊 AI4/12 位 + AO2/12 位DI32xDC24V2數(shù)字量輸入模塊 DI32 24 VDI16xDC24V1數(shù)字量輸入模塊 DI16 24 VDO32xDC24V/0.5A1數(shù)字量輸出模塊 DO32 24V/0.5ADO16x 繼電器輸出1數(shù)字量輸出模塊 16 x 繼電器輸出 24 VDC / 2 A，120 V / 2 ADI16xAC120V1數(shù)字量輸入模塊 DI16 120 VA6、CMPI10m編程電纜4. PLC配置整個(gè)控制系統(tǒng)一共有110VAC 數(shù)字輸入點(diǎn)12個(gè)，110VAC 數(shù)字輸出點(diǎn)14個(gè)，24DC 數(shù)字輸入點(diǎn)66個(gè)，24DC 數(shù)字輸出點(diǎn)26個(gè)，模擬量輸入2個(gè)通道。根據(jù)輸入輸出點(diǎn)和控制系統(tǒng)的程序的大小，PLC選用公司大部分控制系統(tǒng)采用的西門子的PLC，CPU選用S7-300系列的315-2DP。該CPU具備128 KB 工作內(nèi)存；0.1ms/1000 條指令；MPI+ DP 連接(DP 主站或 DP 從站)；多排最多可組態(tài) 32 個(gè)模塊；用于直接數(shù)據(jù)交換的發(fā)送和接收功能、恒定總線循環(huán)時(shí)間、路由、S7 通訊(可加載的 FB/FC)、固化程序 V2.0； 同時(shí)可作為7、 SIPLUS 模塊。需要的模塊如表15. 系統(tǒng)軟件構(gòu)成系統(tǒng)的軟件構(gòu)成主要是指下位機(jī)的PLC控制軟件，軟件為STEP V5.4，它主要是完成系統(tǒng)的組態(tài)和編程。下位機(jī)PLC控制軟件用來生產(chǎn)工藝的全部任務(wù)，該軟件開發(fā)的好壞直接關(guān)系到探傷自動(dòng)化系統(tǒng)的成敗問題。采用SIEMENS公司的STEP V5.4工具包開發(fā)出梯形圖控制軟件，來達(dá)到生產(chǎn)的要求。四、 結(jié)論超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制任務(wù)多，輸入輸出點(diǎn)量大，邏輯繁瑣。采用功能強(qiáng)、安全系數(shù)高的SIEMENS SIMATIC S7300可編程控制器，取代原來的舊PLC完美的實(shí)現(xiàn)了超聲波探傷系統(tǒng)的自動(dòng)控制，系統(tǒng)性能優(yōu)良，操作方便可靠，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。與原系統(tǒng)相比，整個(gè)系統(tǒng)更加先進(jìn)合理，可靠高，并節(jié)省了維修開支和備件費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。同時(shí)通過預(yù)留通信接口，可以與工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線互聯(lián)，構(gòu)成分布式測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控，提高生產(chǎn)管理水平。