中海石油某有限公司原尿素包裝係統隻接皮帶及裝車機，因此皮帶及裝車機停機，前端設備不停機，導致包裝堵塞；為了滿足生產需要，提高包裝係統的自動化水平，降低操作人員的勞動強度，並自動集成包裝係統的所有設備，刮刀、包裝機、堆垛機和卸載小車的原有獨立設備均納入S7-400可編程控製器控製係統，用於皮帶控製。⑴對上位機的控製畫麵進行改進，對刮板的PLC自動控製程序進行改造，傳輸包裝機和堆垛機的慢停、故障和啟停信號，提高整套設備的自動化程度。
1係統結構和功能。
改造前控製係統采用冗餘結構，CPU直接配備I/O點模塊，係統點相對較少，不需要通信。係統結構如圖1所示。改造後的包裝控製係統仍采用原有的冗餘結構。刮刀PLC(S7-300)通過光纖通信與包裝PLC(S7-400)控製係統新增開關(υ)相連，采用以太網通信結構。包裝控製係統作為主站，刮板作為包裝控製係統的從站進行信號處理。所有信息通過從站傳輸到主站進行聯鎖處理。利用備用點接入散儲卸料小車的運行控製信號和翻板信號，以及包裝機和堆垛機的啟停、慢停和故障信號進行聯鎖處理。原帶式輸送機和裝載機信號不變，包裝係統聯鎖程序和上位機畫麵重寫，滿足自動化集成。改造後的控製係統結構如圖2所示。
改造前隻有皮帶與皮帶互鎖，後皮帶與裝載機互鎖。聯鎖結構如圖3所示。聯鎖結構比較簡單，程序比較少。改造後增加了許多新設備，聯鎖複雜，運行條件多樣。改造後的聯鎖結構如圖4所示。

改革後的係統包括以下功能:
1)如果前段任何一條皮帶出現故障，故障皮帶前的所有設備都會聯鎖停機，刮板自動停機，卸料小車翻板自動轉入散貨倉卸料。
2)如果鏟運機處於自動運行模式，上位機可以控製鏟運機的懸掛、啟動和停止，從而減少鏟運機操作人員的頻繁操作。
3)如果高級堆垛機、機器人堆垛機和裝載機出現故障或停止信號，聯鎖並停止後皮帶和包裝機，以防止袋子堆積。
2.改造後係統的硬件結構。
改造後的係統由原包裝係統S7-400、刮板S7-300係列PLC、包裝機、堆垛機等設備電氣控製係統組成。刮刀控製係統通過ProfibusDP與原包裝係統通訊至光纖模塊，上傳刮刀的所有信息。重新設計後，除刮刀外的設備通過電氣硬線與包裝係統連接，合理分配包裝係統的備用點。輸入和輸出信號連接到包裝係統，用於信號驗證和測試。
3.改革係統軟件結構。
所有設備功能設計合理，通過自動集成改寫PLC程序和PC畫麵。
3.1PLC程序。
在鏟運機的自動控製模式下，上位機控製啟停和暫停功能。在此模式下，鏟運機操作員提前選擇料堆，設置進料深度和往返距離，所有保護功能自動啟用。然後刮板來回耙料，包裝係統上位機可以實時監控刮板的工作情況。
PLC程序增加包裝主站調用刮板機的從站程序，操作人員根據刮板機的工況和包裝機倉的料位操作刮板機暫停、停止和啟動，有效減少了刮板機操作人員的實時監控工作，操作人員可以對其他設備進行檢查和維護工作。鏟運機從站主要負責鏟運機的所有信號處理、故障判斷和程序上傳功能。鏟運機自動控製流程如圖5所示。

尿素包裝係統有6台包裝機、4台碼垛機和5台裝載機。包裝PLC通過選擇上位機中的聯鎖段，判斷設備是否在運行，是否有故障或停止信號，觸發相應的聯鎖，停止相應設備的聯鎖操作段，對其他設備沒有任何影響。包裝PLC的聯鎖過程如圖6所示。

3.2上位機的配置。
上位機監控係統實時監控所有設備的運行狀態，工控機通過以太網與包裝PLC通信。在本次自動化集成中，主要增加了鏟運機、堆垛機、皮帶和裝載機的聯鎖畫麵，操作人員可以通過畫麵方便地操作現場設備，有效降低了現場工作人員的工作量。由於包裝係統環境惡劣，夏季散裝倉和棧橋溫度高，夾雜著刺激性氣味。通過實現自動化集成，降低了現場操作人員患職業病的風險，許多環節不再需要人員實時監護，降低了人工成本。
4結束語。
通過探索包裝係統中各電氣設備的工作原理，在原有PLC設備的基礎上進行自動化集成，提高了包裝係統的自動化程度，設備運行的可靠性，降低了現場操作人員的勞動強度，避免了長期在惡劣環境下工作的職業病風險。經過調試和實際運行，係統運行安全可靠，達到了預期目標，有效降低了人力成本。

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