基于INTERBUS总线的GD包装机控制系统设计

1、基于INTERBUS总线的GD包装机控制系统设计         一、绪言          目前，我国烟厂的包装机很多是GD公司生产的X1/X2型包装机。由于该机型是早期90年代初引进的，其电控系统为FZ控制系统，主要采用逻辑线路板作为其主控设备，随着设备的长期运行，逻辑电路控制方式的缺点就逐渐显露出来了。主要体现在以下几个方面：          1）故障率高；  

2、0;  2）维护困难；      3）机台操作工故障定位困难；      4）实现网络数据采集功能困难；      5）原机采用的软、硬件都是GD公司生产的，通用性差，而且GD公司已通知以后不再提供老式FZ电控系统备件，因此给今后的维修将带来很大的困难。          由于以上这些种种问题，很有必要对该控制系统进行技术改造。改造后的控制系统除应保证原机正常生产功能外，系统还必须具有先进性，符合

3、现代烟机控制系统发展的潮流，能够提供直观人机界面，具有计算机网络接口，能进行单机数采等。          二、改造方案        针对上述的问题和要求，我们设计了以德国SIEMENS S7400 PLC 为核心，采用INTERBUS现场总线的一套全新的PLC控制系统，以取代原GDX1包装机所用的全部电路板。改造后的系统主要由PLC控制系统、INTERBUS总线和上位工控机组成，系统组成如图1所示。  图1 系统组成框图TERBUS总线采用了集总帧型的

4、数据环通讯，这种通讯保证了数据传输严格的同步性和周期性；          2）全双工的通讯方式和500K的一致速率保证了数据通讯的实时性；差分信号传输和专门的总线环路检查保证了强大的抗干扰性和设备实时监控；          3）INTERBUS网络传输媒介可以混合使用，不论光缆、光导、红外均可按要求而定；          4）INTERBUS总线系统调试方便，即插即用，安装方便，不

5、用终端电阻，调试时间短，不会地址重叠；          5）INTERBUS发生故障时能正确告诉操作人员错误位置、类型、解决方法、诊断功能极强。另外，INTERBUS特别适合数据块小，但传输次数较频繁的场合，因此很适合与GD包装机的改造场合。        总线适配控制器是INTERBUS总线系统与PLC控制系统通信的核心，也是INTERBUS总线系统与PLC之间的桥梁，它的性能的优劣对于整个控制系统都有很大的影响。本系统的PLC控制系统采用的是西门子公司的S7-

6、400 PLC，所以选择菲尼克斯电气公司专门为西门子S7-400 控制系统生产的第四代总线适配控制器IBS S7可以看到，各种传感器和操作按钮等检测、控制信号一部分经INTERBUS I/O 模块组输入PLC，一部分送至PLC直接驱动执行机构，以减少中间环节，提高系统的可靠性。继电器、断路器等低压电器安装在主动电柜中。而原机13个温控器全部取消，由PLC模块直接进行PID模糊控制，在工控机屏幕上可以进行各温度点的温度设定和温度显示。          控制系统的总线组态软件选用菲尼克斯电气公司的第四代INTERBUS系统组态

7、软件IBS CMD G4 4.51。IBS CMD G4是与PLC控制系统相互独立的组态软件。该软件可以使用户以可视化方式交互配置、操作、诊断INTERBUS网络中所有的连接设备，设定INTERBUS总线设备与PLC控制系统通信的内存区域。通过对总线适配控制器进行配置，设置了标准寄存器和地址区，寄存器最终被映射到PLC的输入和输出区。标准寄存器包括两个诊断寄存器和三个标准功能寄存器，诊断寄存器包括诊断状态寄存器（输入字）和诊断参数寄存器（输入字）。         PLC控制软件编程采用STEP 7。其编程思想及过程为： 

8、        1）消化原机图纸，理解其控制逻辑；      2）现场了解工艺操作过程，熟悉工艺流程；      3）软件控制逻辑基本和原控制板逻辑保持一致，如信号连动、互锁、移位寄存器操作等；      4）结合现场工艺对部分逻辑作简化、修改，使控制方式更简洁、合理；      5）将其它检测信号无缝加入到现在的控制软件中。         三、改造结果          四、结论          几年来的运行结果表明：本文提出的基于INT