作者:艺杰自动化
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一 项目要求

该项目在一家大型维C生产厂的提取车间。车间有几台离心机，是上悬离心机，用来给中间原料进行洗涤和提纯。电气柜中变频器采用伟肯变频器，控制部分采用西门子1200系列PLC。这种上悬离心机采用的变频器不是普通的变频器，而是一种工程型变频器，具有能量回馈装置。由于离心机惯性很大，所以要用这种变频器来回收减速的动能。由于设备运行时间较长，电气柜内的元件老化，经常出现故障。特别是伟肯的变频器，由于是进口产品，又加上型号老旧，更换配件非常困难，费用很高。于是厂家要求整体更换变频柜。综合考虑成本和质量，最终选择了国产的汇川MD880工程型变频器。这就带来了一些挑战，一是要保证新变频柜和老变频柜的电气接口一致，二是要针对新变频器更改1200 PLC的程序。
现场离心机是下图这个样子。这是离心机的一部分，上部是非常大的电机，没有拍上。这个图中间的大柱子是主轴，左边的立柱是刮刀控制立柱，右边是探料和洗料管，盖子下面就是离心仓。

 

二 主要电气器件

新变频柜的主要材料如下：

序号	材料名称	型  号	单位	数量	备注
1	AFE整流单元（汇川）	MD880-40D-0299-4	台	1	汇川
2	逆变单元（汇川）	MD880-50M-0299-4-GS	台	1	汇川
3	PN通讯卡（汇川）	HPFN-10	个	1	汇川
4	LCD智能操作键盘（汇川）	50P-20-880	个	2	汇川
5	面板安装支架（汇川）	S0P-20-MP-TP20	个	2	汇川
6	断路器	NXB-63 2P C16	只	1	正泰
7	开关电源	FYDR-30-24 1.25A	个	1	锋创
8	继电器底座	CZY08A-02	只	2	正泰
9	小型中间继电器	JZX-22F(D)/2Z 插 DC24V	只	2	正泰
10	接触器	NXC-09 220V	只	1	正泰
11	熔断器座	RT28N-32X 1P	只	3	正泰
12	熔断器芯32A	RT28-32(RO15)32A	只	3	正泰
13	接线端子	FJ2.5B	只	12	正泰
14	信号灯	ND16-22DS/4 AC220V 红	只	3	正泰
15	端子堵头	E/UK	个	2
16	大侧板	2200*800	台	2
17	箱体	GGD 2200*1000*800	台	1
18	线缆	BVR 95	米	17
19	线缆	BVR 35	米	1.5
20	SC鼻子	SC95-10	个	36
21	SC鼻子	SC35-10	个	3
22	SC鼻子	SC35-8	个	3
23	绝缘子Φ8	Φ8标准有杆（高50mm）	个	6
24	断路器	T5S400 400A	只	1	ABB
25	铜排	40*6	米	1
26	线槽	40*40 灰	条	2
27	导轨		条	3
28	网线		条	2
29
30

新变频柜电气图纸如下。另外还有离心机草图，原变频柜电气图，控制柜电气图，控制柜PLC电气图，电气接线图等图纸，在此不详细列出。

 

三 施工过程

新变频柜组装完毕之后如下图。其中，右边上部是变频器，左边那个是整流部分，右边那个是逆变部分，两者用铜排连接起来。底部左边两个是电抗器，一个是进线电抗器，一个是出现电抗器。底部右边是电容器。左边中间那个是主接触器。

柜后的样子如下图。左上角上部是电器元件和端子，左上角下部是预充电模块。

最终实现了新变频器柜子的端子和原柜子一致，这样把原先的变频柜拆走，安装上新变频柜，接上原来的线就可以了。原先的旧柜子是下面这个样子的。

 

四 PLC程序改写

这个项目的程序改写是一个艰巨的任务。为什么这么说呢。首先，这个1200 PLC有20多个输入点，有20多个输出点，输入输出点比较多。其次，程序比较复杂，分为自动，半自动，手动和调试功能。主程序有80多段，有5个FC功能块，有19个FB功能块，有47个数据块，变量表有500多个变量。其次，这是原厂家做的程序，要弄懂别人的程序非常困难，而且里面大部分变量没有明确的注释。其次，这个缺少了必要的硬件组态部分，这会导致程序不能正常运行。其次，厂家这个程序看来是经过了长期的产品迭代，里面包含很多无用的和重复的符号和程序。最后，汇川变频器和伟肯变频器的通讯细节上是不一样的，最要命的是汇川的MD880变频器，并不能通过程序来修改变频器的加速减速时间，原程序中是能实现控制伟肯变频器的加速减速时间的。
我断断续续花了几个月的时间来解读原来的程序，包括猜测PLC的硬件组态，猜测变量的含义，完成变量和程序的注释。还要了解伟肯变频器的通讯细节，找齐了伟肯变频器的说明书。原先伟肯变频器与1200 PLC采用了Profinet IO通讯。现在汇川MD880变频器也采用Profinet IO通讯。变频器有大量的参数需要设置，大约有100多个参数需要检视和修改。还要理解此种通讯具体的过程数据转化。
程序解读的差不多了，但还是有一些东西弄不明白，毕竟东西太多了，好在其实有些东西不需要改。只要改变频器控制和通讯部分就好了。我正式开始改写程序了，我改写程序注意理清原来的程序流程，尽量维持原程序不变，只在关键的地方做最少的修改。比如与变频器通讯的变量和程序我没有改变，只是在数值计算上修改了相应的数值。比如，对于变频器不能修改加速减速时间的问题，我单独写了一个斜坡发生子程序，这个子程序不影响原先程序的执行，只是截获最终的频率给定，插入到我这个子程序的输入，经过计算再输出到频率给定。也就是原先修改加速减速时间的程序照常运行，只是不起作用了。最终实现了新变频器的控制。
正好厂家因市场行情不好，主动停产，借此机会把旧变频柜拆掉，换上新变频柜，接好线，下载程序。原先人家厂家给PLC设置了密码，我不知道密码，没法查看人家的程序和硬件组态。由于已经取得了一份原程序并修改好了，估计正常使用问题不大，就决定把厂家原先的程序废掉。我查看现场PLC的型号，并清除了原先厂家的程序，然后我就可以下载我的程序了。下好了程序，开始测试机器，基本没什么问题，只是触摸屏上有一个信号反了，修改了一下这个信号就可以了。触摸屏采用的是西门子的TP1200系列屏，我并没有屏的原组态，但我改的程序保留了原先的变量，所以屏照常能用。现在已经能正常生产了。
下面来看一下现场PLC控制柜，这个柜子保持原样未动。

现在来看一下，我修改的程序。这里展示的正是我增加的斜坡发生子程序。

 

五 总结

这个项目实现了离心机工程型变频器由国外品牌向国产品牌的改造。这家维C生产厂也曾咨询离心机原厂家，要改造变频柜。由于原厂家处于垄断地位，别人不了解他们的系统，所以给出的报价非常高昂，而我通过解读原程序，并改写原程序，破除了厂家的垄断，为客户节省了大量经费。
您如果有类似的项目改造需求，可查看本网站联系方式，联系我。如果需要参考本项目的资料，我可以提供全套资料，包括，项目实施纪要，材料表，电气图纸，1200程序，相关说明书和资料，现场图片等。

 

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