控制系統(tǒng)《微計(jì)算機(jī)售息》(測控自動(dòng)化)2010年第26卷第6-1期文章編號:1008057002010)06-1-007602MODICON984PLc的升級改造Upgrading and Transformation of MODICON 984 PLca內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院2內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)孫家瑞1侯慧姝SUN Jia-nui HOU Hui- shu摘要:內(nèi)蒙古天野化工公司合成氯生產(chǎn)裝置的PLC采用 Modicon公司的984-785E產(chǎn)品,該P(yáng)LC自1996年授入使用以來工作正常、運(yùn)行穩(wěn)定。但由于 Modicon公司被法國 Schneider電氣兼并,該P(yáng)LC產(chǎn)品已經(jīng)停產(chǎn)備品備件采購困難,存在系統(tǒng)停機(jī)的重大隱患。為此本公司將 Modicon984-785E升級改造為 Schneider公司可兼客984系列的 Quantum系列PLC。 Quantum PLC升級改造投入運(yùn)行后一直工作正常,升級改造圓滿完成。關(guān)鍵詞:可編程邏輯控制器;升級改造;控制界面中圖分類號:TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:BAbstract: Inner Mongolia Tianye Chemical Corporation ammonia production plant adopted 984-785E PLC made by Modicon Corpora-tion. The 984-785E PLC had been worked normally and run stably from 1996. As the Modicon Corporation had been merged bySchneider Electric France, and the 984-785E PLC had stopped producing, the spare parts of 984 were unavailable that posed a ma-jor potential halting risk to PLC system of the ammonia production plant. In view of this, Tianye Corporation decided to upgrade andtransform the Modicon984-785E by Schneider Electric France Quantum PLC which may compatible 984 series. Quantum PLC hasbeen worked stably since it was put into use, the upgrading and transformation was succeededKey words: PLC; Upgrading and transformation; Control interface引言結(jié)構(gòu)化文本和指令表)改造后的PC系統(tǒng)新增雙機(jī)熱備 Quantum系列cPU模中國海洋石油天野化工公司位于內(nèi)蒙古呼和浩特市19板、以太網(wǎng)模板、通訊模板、切換單元、電源模板。即將原984系年12月投產(chǎn)成功是年產(chǎn)30萬噸合成氨52萬噸尿素的國有大統(tǒng)的主機(jī)姑換成 Quantum的主機(jī)站原系統(tǒng)Ro遠(yuǎn)程站用相應(yīng)型化工企業(yè)。合成氨生產(chǎn)裝置的PLC采用美國 Modicon公司的的 Quantum系列O模板替代。984系列PLC控制器型號為984-785E。該P(yáng)C為國內(nèi)外七十原PLC系統(tǒng)的控制L0硬件總點(diǎn)數(shù)為1752點(diǎn),改造后系年代末期至九十年代初期業(yè)界的主流產(chǎn)品,自投人使用以來運(yùn)統(tǒng)增加模擬量卡件2塊數(shù)字輸入卡件4塊數(shù)字輸出卡件2塊,行穩(wěn)定性能可靠。隨著時(shí)代的發(fā)展原有984系列產(chǎn)品已經(jīng)?？傸c(diǎn)數(shù)達(dá)到2000點(diǎn)。產(chǎn)本公司經(jīng)過多年的生產(chǎn)運(yùn)行該產(chǎn)品庫存的備品備件已所剩系統(tǒng)的通訊點(diǎn)數(shù)為1024點(diǎn)通訊方案采用施耐德自動(dòng)化公無幾,一旦CPU、電源模板通訊模板或O模板出現(xiàn)故障將可司高速可靠的實(shí)時(shí)工業(yè)控制局域網(wǎng) Modbus plu實(shí)現(xiàn)PLC站與能導(dǎo)致系統(tǒng)長期停機(jī),給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。而且其Ds站之間數(shù)據(jù)的通訊。新系統(tǒng)新增兩臺上位機(jī),配置完全DOs下的Mdst組態(tài)、 Windows31下的Uncl上位監(jiān)控都致均裝有PLC編程軟件和畫面組態(tài)軟件每臺可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)完整遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給生產(chǎn)操作和控制帶來很大不的功能,并互為后備。上位軟件采用施耐德公司的vEC!便。因此2008年8月裝置大檢修期間對PLC進(jìn)行了升級改造。TEcr軟件包。編程軟件采用施耐德公司的 Concep26軟件包1改造后系統(tǒng)的軟硬件配置確保改造前后系統(tǒng)的連鎖邏輯程序能夠無縫升級。上位機(jī)與PLC系統(tǒng)的通訊協(xié)議采用100M的TCPP工業(yè)以太網(wǎng),實(shí)現(xiàn)高按原有 Modicon PLC-984E系統(tǒng)配置需求,合成氨裝置的速的程序維護(hù)及畫面監(jiān)控。Jo站仍采用遠(yuǎn)程9o8可靠高速PLC改用法國 Schneider公司的Qumm系列美國 Modicon公的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)Ro擴(kuò)展既保證通訊效率又實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的統(tǒng)司現(xiàn)在是法國 Schneider公司的一個(gè)下屬公司uamm系列性。編程軟件選用的指令結(jié)構(gòu)與984系列完全兼容但界面更友PC是 Schneider公司的高性能PLC對94系統(tǒng)特別是其Ro好指令系統(tǒng)更加豐富可幫助用戶更方便地完成系統(tǒng)的開發(fā)具有兼容性能直接與984的RO進(jìn)行通訊。其14C03414A再開發(fā)及維護(hù)?？刂破骶哂邢铝行阅躕86133MHz、M閃存 M SRAM57K改造項(xiàng)目很重要的問題就是DS與PC通訊。施耐德寄存器984梯形邏輯解算時(shí)間009-045m/K標(biāo)準(zhǔn)通訊端口支PLC是整個(gè)合成氨裝置DCS系統(tǒng)中的一個(gè)子站,DCS為主站持 Modbus和 Modbus Plus聯(lián)網(wǎng)通訊控制器背面的旋轉(zhuǎn)開關(guān)用PC作為請業(yè)數(shù)捏的通信。合成氨裝置的DCS系來設(shè)定14個(gè)有效MB+地址:控制器內(nèi)含一個(gè)基于通用984統(tǒng)采中國煤化工通訊卡RS2的接口Rs指令集的80多條指令;提供984梯形邏輯圖編程語言和IEC61131-3的5種標(biāo)準(zhǔn)編程語言(梯形圖順序功能圖功能塊圖、232CNMHGBM85網(wǎng)橋相連,采用Modbus e, Point-to- Point/ Multipoint接口。 Modbus協(xié)議具有孫家瑞:副教授偵錯(cuò)能力強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸量大實(shí)時(shí)性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)是目前76-360元/年郵局訂閱號:82946《現(xiàn)場總線術(shù)應(yīng)用20例》愿的論文得到兩院院士關(guān)注控制系統(tǒng)白控領(lǐng)域使用非常廣泛的通訊語言。該協(xié)議在原來系統(tǒng)運(yùn)行中只是工位號有所區(qū)別未出現(xiàn)過故障所以升級改造依舊沿用 Modbus協(xié)議。2升級改造的實(shí)施過程合成氨PC項(xiàng)目的改造從方案論證現(xiàn)場調(diào)研,立項(xiàng)合同簽訂、訂貨、到程序編制、圖紙繪制、聯(lián)調(diào)、大修改造、調(diào)試投運(yùn)護(hù)航等過程前后歷經(jīng)半年左右。按照事先擬定的改造工作計(jì)劃書的方案和步驟,對合成氨裝置的系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造整個(gè)過程大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段1、確定改造方案依據(jù)現(xiàn)有的圖紙資料當(dāng)前的上位機(jī)程序經(jīng)過現(xiàn)場考察并與丁藝人員確認(rèn)制定了全面的升級改造方案。改造涉及的方面主要有16個(gè)機(jī)架擴(kuò)展方式的細(xì)節(jié);CPU、電源220V和24V空開和保險(xiǎn)的大小及安放位置;走線路由;操作臺和上位機(jī)的放圖1數(shù)據(jù)一覽界面置位置以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?上位機(jī)顯示的內(nèi)容強(qiáng)制和連鎖的內(nèi)容J0點(diǎn)號表;信號類型有源還是無源信號等各方面的細(xì)節(jié)。2、設(shè)備的準(zhǔn)備和安裝根據(jù)最終的改造方案訂購設(shè)備先準(zhǔn)備硬件、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、電腦工具網(wǎng)線、空開、保險(xiǎn)管等外圍設(shè)備。 Quantum設(shè)備到貨后,根據(jù)現(xiàn)場機(jī)柜結(jié)構(gòu)機(jī)架尺寸位置制作底板、RIO同軸網(wǎng)線、以太網(wǎng)網(wǎng)線安裝好硬件設(shè)備。3軟件的編制將原 Modicon984PLC程序升級為 Quantum PLC程序編制上位機(jī)程序畫面、強(qiáng)制連鎖程序、網(wǎng)橋程序并編寫測試程序。編三三≡三三≡寫完成后安裝驅(qū)動(dòng)程序、監(jiān)控軟件和上位機(jī)操作系統(tǒng)4整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)將所有新系統(tǒng)的主站和分站硬件系統(tǒng)安裝到位,確認(rèn)各模圖2旁路A界面圖板接線正確無誤進(jìn)行輸入輸出及模擬量信號測試測試系統(tǒng)3氧化界面連鎖邏輯。經(jīng)測試DCS與PLC通訊正常,DCS顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、氧化工段是最重要同時(shí)也是最危險(xiǎn)的生產(chǎn)工序,需要特別報(bào)警提示信息均正常現(xiàn)場閥門泵等設(shè)備通過PLC和上位機(jī)的監(jiān)控。氧化畫面顯示氧化工段的工藝管路結(jié)構(gòu)、閥門狀態(tài)流可正常顯示狀態(tài)。量壓力溫度等實(shí)時(shí)信息如圖3所示控制系統(tǒng)運(yùn)行10多天后軟件、硬件工作正常。至此改造工作圓滿完成3上位機(jī)主要監(jiān)視、控制界面PLC控制系統(tǒng)可監(jiān)控整個(gè)合成氨裝置的連鎖狀態(tài)并實(shí)施連鎖控制登陸系統(tǒng)后進(jìn)入系統(tǒng)主界面。主界面包括四機(jī)組SOE、數(shù)據(jù)一覽、氧化、旁路A旁路B、報(bào)警、控制系統(tǒng)監(jiān)視等按鈕點(diǎn)擊這些按鈕可進(jìn)入下級監(jiān)控界面下面介紹幾個(gè)重要的監(jiān)控界面。數(shù)據(jù)一覽界面此畫面顯示系統(tǒng)重要的閥位信號狀態(tài)和儀表數(shù)值,如圖1所示2、旁路A界面旁路A畫面可顯示氣化爐A爐當(dāng)前軟強(qiáng)制的狀態(tài),如下圖圖3氧化界面2所示。方塊綠色標(biāo)示位號為on”,方塊紅色標(biāo)示位號為or。4控制系統(tǒng)監(jiān)視界面用戶登錄后點(diǎn)擊相應(yīng)位號按鈕,還可進(jìn)行“軟旁路”操作。“正作狀態(tài)如PIC熱備狀態(tài)電池電壓低、常”表示此位號沒有被軟旁路,“強(qiáng)制”表示此位號已經(jīng)被軟旁各RIO中國煤化工狀態(tài)方塊為綠色若路。只要有一個(gè)位號被強(qiáng)制,則畫面右下方就會(huì)顯示提示信息顯示紅笆CNMHG別故障的種類進(jìn)而軟旁路操作”。此畫面影響控制系統(tǒng)的連鎖邏輯程序因此要慎排除故障。在時(shí)雙詛仕雯叱咧PLC在工作,與上位重操作。氣化丁段是雙爐運(yùn)行旁路B界面同旁路A界面相似,機(jī)通訊正常如圖4所示下轉(zhuǎn)第65頁《PLc技術(shù)應(yīng)用200例》■自控網(wǎng)郵局訂閱號:82946360元/年-77-您的論文得到兩院院士關(guān)控制系統(tǒng)饋環(huán)節(jié)同時(shí)在軟件上應(yīng)用了PID控制算法。本系統(tǒng)直接利用三 Mechanical& Electrieal Engineering菱PLC自帶的PID控制指令其中PD指令目標(biāo)值sl指PC機(jī)(310018浙江杭州中國計(jì)量學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院)魏艷紅許昌(上位機(jī)發(fā)送的相應(yīng)軸的理想目標(biāo)位置測定值s2指MD模塊李運(yùn)堂實(shí)時(shí)采樣電子尺反饋的實(shí)際位置輸出值D指D∥A模塊的輸出 College of Mechanical& Electrical Engineerin, China Ji值控制比例閥的開度。對于參數(shù)s3而言由于被控對象很復(fù)雜, iang University, Hangzhou,310018, China) WEI Yan-hong很難用解析的方法建立其數(shù)學(xué)模型,因而選用擴(kuò)充臨界比例度 XU Chang Li Yun-tang法進(jìn)行PD參數(shù)的預(yù)整定,然后采用試湊法進(jìn)行PD參數(shù)的實(shí)通訊地址:310018浙江省杭州市下沙高教園區(qū)中國計(jì)量學(xué)院際確定及反復(fù)優(yōu)化。機(jī)電學(xué)院機(jī)械電子學(xué)科)魏艷紅由于PD指令測定值S2指AD模塊實(shí)時(shí)采樣電子尺反饋收稿日期:200907.16(修稿日期200910.16的實(shí)際位置,因而AD模塊的選型直接影響了PID控制的效果。本系統(tǒng)中采用了三菱公司12位的AD采樣模塊實(shí)際運(yùn)行(上接第7頁時(shí)該座椅平臺每個(gè)氣缸垂直方向運(yùn)動(dòng)的距離為20mm而12位AD模塊其數(shù)據(jù)表示范圍為0-2047,因而平臺的控制精度為20072047=0098mm,由此產(chǎn)生約0.0987200=0048%系統(tǒng)誤差現(xiàn)場調(diào)試證明此時(shí)平臺的動(dòng)作比較平滑幾乎感覺不到振動(dòng)效果極佳達(dá)到了系統(tǒng)的控制要求。己動(dòng)條件1自保關(guān)閉條圖5關(guān)閉為主式的梯形圖4結(jié)論圖4控制系統(tǒng)監(jiān)視界面座椅平臺控制系統(tǒng)采用帶位置反饋的閉環(huán)控制,同時(shí)應(yīng)用4結(jié)論了PID控制算法保證了位置控制的精度提高了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的可靠性和穩(wěn)定性而且其控制軟件的開發(fā)相對容易縮短了整內(nèi)蒙古天野化工公司合成氨裝置PLC控制系統(tǒng)的升級改個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)周期。采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)的座椅平臺不僅可以應(yīng)造工作從2008年8月初開始實(shí)施于8月底改造完成并投入使用于航天模擬器、飛行模擬器動(dòng)感電影等常規(guī)場合,而且可以用到目前為止該系統(tǒng)一直正常運(yùn)行達(dá)到了升級改造的目的應(yīng)用于某些有易燃或爆炸潛在危險(xiǎn)的特殊場合。本文作者刨新點(diǎn):不改變原有連鎖邏輯和網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議實(shí)本文創(chuàng)新點(diǎn):1采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)座椅平臺環(huán)保、安全費(fèi)現(xiàn) Modicon984PLC到 Quantum PLC的升級改造,加強(qiáng)了監(jiān)控用低可以應(yīng)用于某些有易燃等潛在危險(xiǎn)的場合;2采用帶位的可操作性和安全性系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠置反饋的閉環(huán)控制并應(yīng)用了PID控制算法控制精度高系統(tǒng)運(yùn)參考文獻(xiàn)行穩(wěn)定;3采用PC作為主控系統(tǒng)用啟動(dòng)為主式的梯形圖實(shí)現(xiàn)葉正文,王興璞管裹華等984主機(jī)升級為 Quantum[冶金SFC圖的功能其控制軟件的開發(fā)相對容易縮短了開發(fā)周期自動(dòng)化2004,1(1)5參考文獻(xiàn)[2]周銘劉曉軍王箭等 MODBUS協(xié)議在 CENTUM CS系統(tǒng)中的李東動(dòng)感電影運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研制北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),應(yīng)用自動(dòng)化與儀器儀表20016251-53[3祝木田,師勇Mbus協(xié)議通訊的應(yīng)用J微計(jì)算機(jī)信息2004,2甘紅勝六維動(dòng)感平臺控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]上海交通大學(xué)00420(6:9-11B姜波氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于穩(wěn)定平臺系統(tǒng)相關(guān)問題的研究D]哈爾作者簡介:孫家瑞(1955男漢族內(nèi)蒙古呼和浩特人副教授濱工程大學(xué),2006學(xué)士內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系主任研究領(lǐng)域:]三菱電機(jī)株式會(huì)社FX系列特殊功能模塊用戶手冊320,人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及微計(jì)算機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用三菱電機(jī)株式會(huì)社, FXIS. FXIN, FX2NFX2NC系列編程手冊Hlo, Inner Mongolia, associate professor,BA、osd8-11:139142.M]2001,274-283Department of Computer and Information Engineering, Inner6張運(yùn)剛末小春從入門到精通一三菱FX2NPC技術(shù)與應(yīng)用 Mongolia Chemical Engineering Professional College. ResearchM人民郵電出版社2007,279-283field: artificial intelligence, artificial neural network and micro7]陸武魁李發(fā)英基于PLC的飛行彈射模擬器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)門 computer微計(jì)算機(jī)信息20087-191-93.(010011中國煤化工工程系)孫家瑞作者簡介魏艷紅(1982-,女,山西朔州人中國計(jì)量學(xué)院機(jī)電工(010051程學(xué)院機(jī)械電子學(xué)科老師;許昌男,中國計(jì)量學(xué)院教授通訊地址CNMH木路84號石油宿舍Biography: WEI Yan-hong(1982-) female, Shanxi Province,東單元202)侯慧蛛teacher, now is working in China Jiliang University, major in(收稿日期20907060(修稿日期209.106《Pc技術(shù)應(yīng)用200G數(shù)峰訂間號8290630元1年-65