Siemens工控產(chǎn)品在定形機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用
2010/4/29 12:35:00
一、前言：
定形機(jī)設(shè)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(jī)和工業(yè)人機(jī)界面觸摸屏的應(yīng)用，從模擬信號(hào)到全數(shù)字通信系統(tǒng)。先進(jìn)的在線檢測(cè)系統(tǒng)，先進(jìn)的在線控制系統(tǒng)和高度機(jī)電一體化，以及網(wǎng)上維護(hù)將成為定形機(jī)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
二、控制系統(tǒng)的硬件組成
控制系統(tǒng)略，其中傳動(dòng)系統(tǒng)有：
上超喂、下超喂電機(jī)由2臺(tái)MM440 2.2KW變頻器傳動(dòng)；
左右毛刷輪電機(jī)由2臺(tái)MM440 0.75KW變頻器傳動(dòng)；
主鏈條電機(jī)由1臺(tái)MM440 18.5KW變頻器傳動(dòng)；
超速輥電機(jī)由1臺(tái)MM440 5.5KW變頻器傳動(dòng)；
落布電機(jī)由1臺(tái)MM440 1.1KW變頻器傳動(dòng)；
擺布電機(jī)由1臺(tái)MM440 1.5KW變頻器傳動(dòng)；
循環(huán)風(fēng)機(jī)：5~9臺(tái)ECO1-1500/3風(fēng)機(jī)專用變頻器傳動(dòng)。
三、系統(tǒng)的主要功能之一：設(shè)備同步運(yùn)行：
軋車的運(yùn)行速度以下超喂的速度為基準(zhǔn)，通過同步傳感器和同步控制器進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，落布和擺布的運(yùn)行速度以超速輥的速度為基準(zhǔn)，通過微調(diào)電位器進(jìn)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(yùn)行速度通過觸摸屏和操作按鈕的速度設(shè)定，按各單元的速度關(guān)系由PLC計(jì)算各單元的速度數(shù)值再傳送到各自的交流變頻器驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。超喂率可通過觸摸屏和操作按鈕進(jìn)行數(shù)值給定。
為了滿足定型機(jī)設(shè)備的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，各單元變頻器的加減速時(shí)間也由PLC根據(jù)各單元的超喂率進(jìn)行計(jì)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(tái)TP37觸摸屏、2臺(tái)S7-226 PLC可編程控制器1臺(tái)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(tái)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(dòng)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(fēng)機(jī)交流變頻器ECO通過USS協(xié)議進(jìn)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(jìn)行通信，
TP37觸摸屏置于操作臺(tái)上，TD200文本顯示器置于車尾操作盒上，同時(shí)DP通信網(wǎng)可以與上位機(jī)接口進(jìn)行遠(yuǎn)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(shí)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(jìn)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(yàn)：無，起始位：1位，停止位：1位。
五、EMC電磁兼容性：
設(shè)備在正常的工作中，變頻器和其它強(qiáng)電的干擾是不可避免的，按照相關(guān)說明書上的要求，強(qiáng)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(shè)備來改善EMC電磁兼容性，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)做到良好接地等。
但實(shí)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(gè)方面：1、開關(guān)量信號(hào)的抗干擾；2、模擬量信號(hào)的抗干擾。3、通信線路的抗干擾。
PLC的輸入點(diǎn)和變頻器的開關(guān)量信號(hào)，我們采用低電平作為有效信號(hào)，再輔以屏蔽線以增強(qiáng)其抗干擾的能力。
對(duì)于模擬信號(hào)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(duì)通信線路增加光電隔離轉(zhuǎn)換器等措施來增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性。
六、結(jié)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(shí)能集中控制和監(jiān)視，還能通過Porfibus-DP與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，做到中央控制和遠(yuǎn)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(jì)長儀、超喂率顯示儀、門幅調(diào)節(jié)限位開關(guān)與導(dǎo)軌擺角限位開關(guān)等。
該系統(tǒng)功能完善、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
該系統(tǒng)得到國家經(jīng)貿(mào)委的認(rèn)可，處于國類設(shè)備的領(lǐng)先水平，可代替同類進(jìn)口設(shè)備，深受廣大用戶的歡迎，從投入市場(chǎng)至今已銷售60多臺(tái)，為我廠創(chuàng)造了近億元的產(chǎn)值。
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