Siemens工控產(chǎn)品在定形機設備上的應用
2010/4/29 12:35:00
一、前言：
定形機設備的電氣控制系統(tǒng)也日新月異地發(fā)展，從共電源直流調(diào)速到交流變頻調(diào)速，從傳統(tǒng)的控制到PLC可編程控制以及工控機和工業(yè)人機界面觸摸屏的應用，從模擬信號到全數(shù)字通信系統(tǒng)。先進的在線檢測系統(tǒng)，先進的在線控制系統(tǒng)和高度機電一體化，以及網(wǎng)上維護將成為定形機設備的電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
二、控制系統(tǒng)的硬件組成
控制系統(tǒng)略，其中傳動系統(tǒng)有：
上超喂、下超喂電機由2臺MM440 2.2KW變頻器傳動；
左右毛刷輪電機由2臺MM440 0.75KW變頻器傳動；
主鏈條電機由1臺MM440 18.5KW變頻器傳動；
超速輥電機由1臺MM440 5.5KW變頻器傳動；
落布電機由1臺MM440 1.1KW變頻器傳動；
擺布電機由1臺MM440 1.5KW變頻器傳動；
循環(huán)風機：5~9臺ECO1-1500/3風機專用變頻器傳動。
三、系統(tǒng)的主要功能之一：設備同步運行：
軋車的運行速度以下超喂的速度為基準，通過同步傳感器和同步控制器進行速度調(diào)節(jié)，落布和擺布的運行速度以超速輥的速度為基準，通過微調(diào)電位器進行速度調(diào)節(jié)。
上超喂輥、下超喂輥、左右毛刷輪、主鏈條、超速輥的運行速度通過觸摸屏和操作按鈕的速度設定，按各單元的速度關系由PLC計算各單元的速度數(shù)值再傳送到各自的交流變頻器驅動同步電機實現(xiàn)同步運行。超喂率可通過觸摸屏和操作按鈕進行數(shù)值給定。
為了滿足定型機設備的動態(tài)品質(zhì)，各單元變頻器的加減速時間也由PLC根據(jù)各單元的超喂率進行計算再傳送與變頻器。
系統(tǒng)配置圖
四、系統(tǒng)的控制方案：
該控制系統(tǒng)由1臺TP37觸摸屏、2臺S7-226 PLC可編程控制器1臺TD200文本顯示器組成控制核心，采用全數(shù)字通信的控制方案。
TP37觸摸屏、2臺S7-226 PLC通過EM277-DP通信模塊組成DP通信網(wǎng)，1#PLC的Port1口與TD200文本顯示器通過PPI協(xié)議通信，1#PLC的Port 0口與傳動系統(tǒng)的交流變頻器MM440通過USS協(xié)議通信，2#PLC的Port 0口與風機交流變頻器ECO通過USS協(xié)議進行通信，2#PLC的Port 1口與RKC-D900Z溫度控制器通過自由協(xié)議進行通信，
TP37觸摸屏置于操作臺上，TD200文本顯示器置于車尾操作盒上，同時DP通信網(wǎng)可以與上位機接口進行遠程監(jiān)控。
1、通信協(xié)議：
TP37觸摸屏與PLC之間通過EM277-DP通信模塊采用Porfibus-DP通信協(xié)議。
PLC與MM440和ECO交流變頻器之間采用USS協(xié)議。
2、通信內(nèi)容與數(shù)據(jù)格式：
MM440交流變頻器：給定頻率和加減速時間。
ECO交流變頻器：給定頻率。
Porfibus-DP與PPI通信通過系統(tǒng)組態(tài)由系統(tǒng)內(nèi)部管理，PLC與MM440和ECO交流變頻器之間的通信通過USS協(xié)議進行通信，Siemens公司有專用的USS通信指令，編程十分方便。
3、通信參數(shù)：
通信波特率：9600bps，數(shù)據(jù)長度：8 bits，奇偶檢驗：無，起始位：1位，停止位：1位。
五、EMC電磁兼容性：
設備在正常的工作中，變頻器和其它強電的干擾是不可避免的，按照相關說明書上的要求，強電和弱電均采用屏蔽線分開走線，采用增加電抗器、濾波器等輔助設備來改善EMC電磁兼容性，嚴格按標準做到良好接地等。
但實際工程中，由于考慮到各種因素很難完全滿足上述要求。因此，我們考慮的抗干擾因素主要在三個方面：1、開關量信號的抗干擾；2、模擬量信號的抗干擾。3、通信線路的抗干擾。
PLC的輸入點和變頻器的開關量信號，我們采用低電平作為有效信號，再輔以屏蔽線以增強其抗干擾的能力。
對于模擬信號和通信線路的抗干擾，我們采用屏蔽線和專用通信電纜線，使用接地母排使其良好接地。
對通信線路增加光電隔離轉換器等措施來增強系統(tǒng)的抗干擾性。
六、結束語：
該系統(tǒng)為全數(shù)字式通信控制系統(tǒng)，與以前的模擬量控制系統(tǒng)相比，不僅提高了系統(tǒng)的控制性能，增加了系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性，同時能集中控制和監(jiān)視，還能通過Porfibus-DP與上位機聯(lián)網(wǎng)，做到中央控制和遠程操作。而且可以省去許多常規(guī)電器與儀表，如門幅采集顯示儀、速度表、計長儀、超喂率顯示儀、門幅調(diào)節(jié)限位開關與導軌擺角限位開關等。
該系統(tǒng)功能完善、操作方便、運行穩(wěn)定可靠。
該系統(tǒng)得到國家經(jīng)貿(mào)委的認可，處于國類設備的領先水平，可代替同類進口設備，深受廣大用戶的歡迎，從投入市場至今已銷售60多臺，為我廠創(chuàng)造了近億元的產(chǎn)值。
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