控制系统升级改造的探讨-2008.7

乙肝生产设备控制系统升级改造的探讨

王秋兰 吴士栋 吴克福

[摘要] 分析设备控制系统现状，利用PLC5/40剩余空间升级和改造系统软件和硬件，消除显示系统故障隐患，增强设备运行能力，提高设备使用寿命。

[关键词] 模块 控制系统 显示器 原位清洗/原位灭菌 适配器

Imported equipment display control system upgrade and transform

Wang Qiulan,Wu Shidong,Wu Kefu

[Abstract] Analysis of equipment system status,uses PLC5/40 remaining space, and upgrading and transformation of system software and hardware. Display System Failure to eliminate hidden dangers and strengthen operational capacity of equipment to enhance equipment life.

[Key words] module contuol system display CIP/SIP adapter

一、简介

乙肝疫苗生产线1992年从美国默克公司引进，生产线的设备共有14个功能模块，采用

PLC5/40控制系统，通过人机对话实现CIP/SIP及生产工艺操作。整个设备系统具有模块化、管道化、密闭化和控制方式程序化、单元化、信息显示自动化、控制操作半自动化的特性。但是由于该生产线已经使用十多年，发生故障频率和隐患呈上升趋势，如果不能有效控制和解决，将影响乙肝疫苗的正常生产。

二、 设备系统的现状

1. 整个设备系统

乙肝疫苗生产具有连续性，24小时不停机。系统设备重叠并交替连续运转，随着设

备使用年限和使用频率的增加，生产设施逐渐老化，设备故障发生率和检修率越来越大，

技术难度也越来越大。从单个管件锈蚀到管路系统多点故障；从阀门密封垫老化到培养

罐的搅拌机械密封磨损失效；从一个指示灯的失效到一个控制模板出现故障；从一个电

磁阀的损坏到控制系统传感器、自动调节阀及显示器的失效等等，近年来程序控制系统

和显示控制系统接连发生故障。

2.程序控制系统

生产设备的控制采用的是AB（Allen-Bradley）公司生产的PLC-5/40可编程序控制

器组成的控制系统，主要由电源、处理器、适配器、 I/O模板（包括交流信号、直流信

号、模拟信号）等组成。PLC-5/40处理器用来控制系统程序、用户程序，扫描和控制本

地I/O和远程I/O链，收集和处理I/O机架中适配器送来的数据。见图1.

图1

PLC-5/40处理器是控制系统的核心。如果PLC-5/40处理器损坏或程序数据丢失，

补救困难，整个生产线将瘫痪。

2001年5月曾发生过CPU控制系统程序混乱的故障，先后导致T-12模块、T-103

模块、T-105模块、T-107模块CIP/SIP程序不能进行。当时经反复检查、重新启动设

备等操作，控制系统恢复正常。但是，我们感到了来自CPU控制系统的风险。

3.显示控制系统

DL30型显示器是显示控制系统的终端设备，11个生产工艺模块。显示器通过通讯

组态与PLC-5/40通讯,用来显示模块系统的状态。工作人员通过屏幕界面，实现人机对

话，完成对设备的操作控制。

多年运行，显示控制系统中显示器成为故障多发点。2000年以来,先后出现了黑屏

（硬件故障）、丢失语句信息（软件故障）等现象。当时采用更换原型号显示器并通过

键盘输入信息语句，恢复设备显示系统的功能。

更换原型号显示屏，是最简洁有效的办法。但是，由于生产厂家技术更新产品换代,

原DL30型显示器被DL40型显示器取代，不久DL40型显示器又被 Inview型显示器取代。

Inview型显示器不但外观、形状与DL30型显示器不同,更重要的是它与PLC-5的通讯 方式不同，安装和调整方式与DL30型显示器有着本质的区别。需要编程、试验、调试等 先期技术准备，才能使新型显示器成为有效的备件。

4. 编程计算机

编程计算机除用于编辑、传输程序并存储程序文件之外。还是排除控制系统故障必 备的设备之一。2004年，编程计算机硬盘的损坏，导致文件全部丢失，严重影响控制系 统的正常维护。

控制系统故障的频繁发生使我们对PLC-5处理器控制系统、显示控制系统、文件系

统的保存产生了担忧，深深感到排除设备控制系统风险工作迫在眉睫。

基于对上述风险的分析和认识, 2003年我着手制订模块控制系统改造计划，并带领

科室维修工程技术人员逐步实施。

三、控制系统改造的方法和过程

控制系统改造与原程序紧密相关,要做到进入原程序并对原程序进行编程,既不能影响原系统工作,又要通过编程让新系统与原系统匹配。风险大、难度大。为此我们对改造计划作了周密的安排。

控制系统PLC- 5/40处理器,所用软件为A-B公司的6200，显示器通过PLC-5/40、显示器驱动板及DL-30型显示器自身的存储器进行工作。见图2。

PLC-5/40

下一个1771-ASB远程I/O适配器

图2

Inview型显示器为A-B公司Rockwell的产品,编程软件使用的是A-B公司的RSLogix5 。通过二芯数据线连接模块的适配器，显示器驱动模块（外接电源）串入适配器电路，实现信息显示。见图3。

具体工作过程：

1. 编程计算机更新硬盘。

2. 建立实验室，安装调整1784-PKTX通讯卡，建立与PLC-5/40的通讯。

3. 收集与改造相关的各模块信息资料，包括查询软件状态、系统信息、显示语句、硬件连

接方法等。

4. 在实验室进行PLC-5控制程序编写，显示装置Inview信息编程，远程I/O通讯模块的

地址组态，11个显示器的11套文件逐一调试。

PLC-5/40

下一个1771-ASB远程I/O适配器

图3

5.

6.

7.

8. 检测和调试PLC-5/40处理器。 将编辑程序写入PLC-5/40处理器、显示器及显示通讯模块。 设备硬件连接。 显示程序调试。在系统中PLC-5/40处理器与 Inview装置通讯测试和CIP/SIP信息显示

检查。具体操作方法：在一个模块上同时接入两个显示器，一个是DL-30型显示器，另一个是Inview型显示器，连接方式如图4。硬件连接完毕后，用程序钥匙调节程序工作，对比两个显示器的内容，使两个显示器的显示内容完全一致，内容转换同步。

9. 系统程序备份。

将所编写的程序备份到光盘，程序内容包括：1）PLC-5/40现用程序。2）Inview 通讯设置。 3）Inview 显示文件。4）改造前的程序。

2004年8月 经过反复调试、检测，各个模块显示器显示内容准确，系统运行正常。 为了提高系统的安全性和可靠性，我们将各个模块新显示系统与原显示系统逐一作了并行运行试验，经过发酵、纯化、配制三个班组生产工艺两年的试验（每个模块约5个月30

次的操作），2007年9月运行基本结束。结果表明，PLC-5控制系统运行正常。信息显示控制系统运行正常。编程计算机工作正常。同时乙肝进口设备控制系统相关程序和设备获得有效备份。

2006年12月8日T105模块显示系统发生故障，DL-30型显示器黑屏，检查发现显示器显示板烧坏，不能使用。维修工程技术人员及时做了传输通讯组态、输入显示信息、信号线连接等操作，当天启用了新的显示系统，解决了T105模块显示系统的故障。

PLC-5/40

下一个1771-ASB远程I/O适配器

图 4

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