基于INTERBUS现场总线PLC技术的意大利GDX2卷烟包

1 引言
由于GDX2机投入生产已经十多年，接近其使用寿命，因此也进入了故障多发期，如何及时迅速的查找故障及进行零配件的备件工作，影响到整个企业的生产效益，成为技术人员面临的一大问题。由于当时技术的限制，部分机器的控制电路基本由继电器、接触器、分立元件的逻辑线路卡板等组成，电路复杂，故障检测比较麻烦，并且很多专用逻辑卡板在国内不宜买到，需要直接向意大利GD公司定购，前几年GD公司就已经通知烟厂不再提供老式电控系统备件，而且逻辑控制的机器不能进行数采联网，不能满足现代化生产管理的需要。因此，早期GD包装机电控改造成为方向。随着技术的发展，可编程控制器(PLC)在分布式系统中得到了广泛的应用，技术也趋于成熟，非常适合于卷烟工业。
工业控制从早期的就地控制、集中控制，已经发展到现在的集散控制(DCS)，在过去的20年中，过程工业对DCS系统及相关的仪表装置进行了大量的投入，DCS系统的应用结果得到了用户的肯定。4-20mA信号是DCS系统及现场设备相互连接的最本质特点，这是控制系统和仪表装置发展的一大进步。然而现在，数字化和网络化成为当今控制网络发展的主要方向。人们意识到传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4-20mA信号之上附加信息的能力又受其低通信速率的制约，所以对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化，应是其发展的必然趋势。
　现场总线在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链接。现场总线的出现促进了现场设备的数字化和网络化，并且使现场控制的功能更加强大。这一改进带来了过程控制系统的开放性，使系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断的综合能力的控制网络。
在2000年1月宣布的IEC61158国际标准中，将八种总线(FF的H1、FF-HSE、PROFIBUS、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet)均列入国际标准，由于INTERBUS总线具有庞大的成员机构和良好的开放性，传输效率较高，并具有良好的故障诊断功能，因此决定选用此种总线作为现场总线。总线性能选型参见附表:

附表 总线性表选型表

2 技改方案的实施
近期GD公司向国内相关烟厂推介早期GD包装机电控改造的方案，但改造工期较长，价格昂贵。国内也有系统集成商可以承担PLC电控改造工作，工期较短，价格低，这些公司PLC技术理论没有问题，但因为他们对设备原理和工艺流程不够熟悉，改造后不一定达到最佳效果。针对该问题，由设备科和车间熟悉GD机的电气专业人员组成研讨小组，从成本、资金、技术力量、工程经验等多个角度进行综合考证，最后选择南京大树智能科技公司来承担该项技改任务。
根据技改的目标和实际情况，决定对某些实时性要求高、响应快的传感单元采用点对点的网络结构，而大多数响应信号采用基于INTERBUS总线的网络结构。关于这两种结构的控制网络特点如图1和图2所示，改造后的PLC网络结构如图3所示。这种采用混合结构改造的工控网络实现了两者的优劣互补，高效的满足了实际生产的要求，为生产过程网络化奠定了基础。

图1 PLC点对点网络

图2 基于INTERBUS总线的网络结构