S7-300PLC在潤滑油站中的設計與應用

董建斌

（萊蕪鋼鐵有限公司型鋼廠，山東 萊蕪 271104）

潤滑用油站在鋼鐵生產企業特別是軋鋼企業中應用相當廣泛。在型鋼廠生產線上粗扎壓下裝置，主電機齒輪箱，鋸機等都有相應的油站來對其進行稀油以保證這些設備的正常運轉，延長設備的使用壽命。當這些油站出現問題時相應設備都有立即停機以免造成設備不必要的損壞。所以這些油站都是制約生產的關鍵設備。它們的穩定性直接關系到生產的順行與否。傳統油站的控制方式都是純粹的繼電控制，只能完成簡單的控制功能而且接線復雜故障點較多，出現故障后對故障的查找及排除困難不利于日常的維護。工作的穩定性遠不能滿足現場生產的需要，從某種程度上制約了生產的節奏。

1 潤滑油站功能分析

一般潤滑油站的基本作用就是控制油箱內的油溫維持在一定的范圍內，并以一定的壓力將油以一定的流量沿著指定的管路打出到需要潤滑的設備處。因此油站應具備以下基本功能。

供油壓力需要保持在一定的范圍內，所以需要兩臺電機工作在一用一備的狀態下，當一臺泵運轉時壓力達不到指定值時備用泵要能及時的自動啟動。

流量控制，要保持對潤滑設備供油的油量，需要在輸出管路潤滑設備前加流量監測裝置來實時的檢測流量情況。溫度控制，要保持油箱內的油溫在一定范圍內，油溫太低不能起泵以免對設備造成不必要的損失。油箱中需要安裝電加熱器，并且需要在油箱和供油口處分別加裝溫度檢測裝置。

具備控制方式的選擇，可選擇“本地”控制與“遠程”控制；有“主泵選擇開關”，可分別選擇“1#泵”、“2#泵”及“手動”控制與“自動”控制。

具備輕故障、重故障的報警輸出功能。重故障信號：系統壓力過低、流量不達標、油箱低液位故障。輕故障信號：過濾器壓差過大、油箱油位高、油箱油位低、供油溫度高、供油溫度低、油箱溫度高、油箱溫度低、齒輪箱流量不達標。當有重故障信號發生時需要聯鎖被潤滑設備強制停車，當有輕故障信號發生時需要維護人員確認。

2 硬件設計

2.1 硬件選型

為提高系統的穩定性和方便日常維護，我們選用西門子S7-300PLC作為其控制系統。我們選擇簡單實用的314系列的CPU，并分別用兩個32位的DI和一個32位的DO模塊，具體型號如下。

機架型號為：6ES7390-1AF30-0AA0

CPU型號為：6ES7314-1AG13-0AB0

DI型號為：SM321DI32XDC24V

DO型號為：SM322DO32XDC24V/0.5A

2.2 硬件組態與地址分配

用西門子step 7軟件打開hardware硬件組態界面（如圖1）。從右邊窗口中選擇合適的機架添加到組態畫面中。我們用的是11槽的UR機架。然后再找到需要的電源、CPU和輸入輸出模塊分別添加到相應的槽中。其中第一個DI模塊用默認地址從0到3，第二個DI模塊也用默認地址從4到7。每一個地址都有8個位。共有64位DI。DO的默認地址是從8到11，為了方便編程我們將這個默認地址改為從0到3。

圖1 硬件組態圖

3 程序設計

首先分析并統計所有外圍的輸入輸出的分布及作用并為它們分配相應的IO地址，并添加到符號表中做好相應的注釋，從而在編程的過程中可以直接顯示出每個點的標記與注釋便于編程。

在程序設計中為了便于以后程序的閱讀和編程思路的調理性，我們將程序按照油站的工作模式和功能分別編制在了不同的功能塊中，然后通過OB1組織塊來循環調用這些塊，如圖2所示。

圖2 程序各功能塊

除了根據油站的基本功能進行相應的編程外，在程序的設計中為了提高油站工作的可靠性主要做了以下設計。

由于采用單按鈕進行起停控制，我們在停止功能完成后加了5秒的延時才能再次激活按鈕的起動功能。有效的防止了操作人員在操作時由于手指的顫動而引起的設備跟隨頻繁起停。

在自動狀態下主泵啟動后加了20秒的延時時間，當壓力低信號和這個延時時間同時具備后方可起動備用泵。成功地解決了在由于主泵剛起動時壓力未達到設定值時備用泵就跟隨起動的問題。

在油箱低低液位信號發出后，加了30秒的延時時間，如果此時低低液位信號仍然存在，才將低低液位重故障報出使被潤滑設備停機。這樣就有效的避免了因為液面等不穩因素而造成的重故障誤報而引起的不必要的停機。

油站正常工作時故障報警和故障復位的功能非常重要。根據生產實踐的需要，設計油站重故障不能被復位掉，只要故障存在就需要一直報警。而輕故障因其不影響直接的停機則是可以被復位掉的。針對這種情況我們對每個輕故障都建立了相應的報警中間位和復位中間位。通過對每個報警的報警中間位的復位達到了對每個輕故障報警的獨立復位。有效的解決了由于一個報警存在被復位后再發生其他的報警將不能被正確的報出的問題，如圖3所示。

圖3 故障報警及獨立復位功能

在油站正常工作時有些重故障信號會因為一些不穩定因素出現一閃而過的情況導致被潤滑設備出現停機。且無法查找真正的故障原因，很不利于設備的維護和故障的排除。針對這一問題我們在程序中單獨設計了一個重故障信號跟蹤的功能塊，給每一個重故障信號相應的分配一個跟蹤輸出點，只要重故障信號發生，跟蹤輸出點就會被置位。無論重故障繼續存在與否，跟蹤輸出點都將常亮，直至被操作人員手動復位為止，這樣便成功地解決了上面的問題。

4 結語

西門子S7-300PLC作為控制系統簡化了潤滑油站的接線，并使接線富有條理性，大大降低了因線路問題出現故障的幾率。通過對潤滑油站的程序完善性的提高可以大大提高油站工作的可靠性，有力的保證生產的順行。我們將該設計實際應用于型鋼廠大型線粗軋壓下裝置和齒輪箱潤滑的油站上，應用效果良好，應用至今未發生過因潤滑油站的故障而引起的粗軋設備停機。