該系統(tǒng)運用SIEMENS的S7—300PLC通過PROFIBUS—DP總線實現(xiàn)變頻器網(wǎng)絡(luò)控制.從而實現(xiàn)了中厚板精整系統(tǒng)的a動化生產(chǎn)。系統(tǒng)調(diào)試，維護方便，運行可靠。
最近幾年，隨著生產(chǎn)自動化和過程自動化中分散化結(jié)構(gòu)的迅速增長，現(xiàn)場總線系統(tǒng)的應(yīng)用日益普遍。其原因之一是現(xiàn)場總線系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字和模擬輸入/輸出模塊、智能信號裝置、過程調(diào)節(jié)裝置、可編程序控制器(PLC)和PC之間的數(shù)據(jù)傳輸，把I/O通道分散到實際需要的現(xiàn)場設(shè)備附近，使安裝和布線的費用開銷減少到最小，從而使成本費用大大節(jié)省。原因之二是標準化的現(xiàn)場總線具有“開放”的通信接I：1，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散I/O裝置和現(xiàn)場設(shè)備，同時也可以方便地實現(xiàn)二級及三級網(wǎng)絡(luò)的連接。濟鋼中厚板三期工程精整區(qū)域由于設(shè)備數(shù)量較多，同時又分散在較大的范圍內(nèi)，因此特別適合采用現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制。
系統(tǒng)簡介
中厚板精整區(qū)域的主要設(shè)備有：冷床輸入輥道、輸入提升鏈、滾盤、輸出提升鏈及輸出輥道、潤滑站及冷床冷卻風機，另外還有火焰切割系統(tǒng)、運輸輥道、翻板機、電磁起重機等。中厚板廠的原有自動化設(shè)備，絕大多數(shù)采用SIEMENS公司的產(chǎn)品。為了便于維護和網(wǎng)絡(luò)連接，精整區(qū)域的自動化控制設(shè)備也以SIEMENS的產(chǎn)品為主，PLC選用s7—300，其中CPU型號為315—2DP。傳動系統(tǒng)全部為SIMOVERTMASTERDRIVERS矢量控制型變頻器。
其中，l#冷床及精整區(qū)域PROFIBUS—DP系統(tǒng)中，2#站s7—300為主站，本站的模塊均為冷床系統(tǒng)輸入輸出點。
3樣站，17樣站為遠程ET一200，其中3樣站ET一200是精整系統(tǒng)的遠程I/O，17樣站ET一200則作為冷床操作臺遠程I/O。4～8#站是輸入輸出系統(tǒng)傳動變頻器，9～16#站是1#冷床系統(tǒng)傳動變頻器，18～2l樣站則是2樣冷床系統(tǒng)傳動變頻器。
總線連接
PROFIBUS—DP系統(tǒng)是一個兩端有源終端器的線性總線結(jié)構(gòu)，亦稱為RS485總線段，在一個總線段上最多可連接32個站。使用9針D型連接器用于總線站與總線的相互連接。
D型連接器的插座與總線站相連接，而D型連接器的插頭與總線電纜相連接。
與總線連接的每一個站，無論是主站還是從站，都表現(xiàn)為一個RS485電流負載。有源總線終端接有終端電阻，在數(shù)據(jù)傳輸時防止反射，并且當總線上無站活動時，它確保在數(shù)據(jù)線上有一個確定的空閑狀態(tài)電位。本系統(tǒng)中，在一個總線段上共有20個站，2樣站和l樣站作為總線的2個終端接有終端電阻，終端電阻可以由位于中線插頭的開關(guān)來實現(xiàn)連接和斷開之間的轉(zhuǎn)換。
PROHBUS—DP協(xié)議是為自動化制造工廠中分散I/O和現(xiàn)場設(shè)備所需的高速數(shù)據(jù)通信而設(shè)計的。典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)，DP主站與DP從站間的通信基于主一從原理，也就是說，只有當主站請求時，總線上的DP從站才可能活動。
DP從站被DP主站按輪詢表依次訪問。DP主站與DP從站間的用戶數(shù)據(jù)連續(xù)地交換，而并不考慮用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)容。中厚板1#冷床及精整區(qū)域就是采用這種典型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
變頻器的設(shè)置
(1)變頻器與主站S7—300的通信是通過在SIMOVERTMASTERDRIVERS上安裝CBP通信板來實現(xiàn)的
裝機裝柜型變頻器有6個槽可用來安裝可選板，cBP通信板可以安裝在任何一個槽位。通信板安裝完畢后就可以起動進行配置，首先要確定站地址，這是通過變頻器參數(shù)設(shè)置完成的。其過程如圖2所示。CBP通信板有3個指示燈顯示通信狀態(tài)。這3個指示燈分別是：紅色為運行燈;黃色為與變頻器進行數(shù)據(jù)交換燈;綠色為與PROFIBUSDP進行數(shù)據(jù)傳輸燈。只有當這3個指示燈同時閃爍時，系統(tǒng)通信才正常。
(2)PROFIBUS—DP的數(shù)據(jù)通過報文的形式交換
每個報文傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為兩組，需要用STEP7進行硬件配置時設(shè)定。這兩組數(shù)據(jù)分別是參數(shù)PKW和過程數(shù)據(jù)PZD。PKW數(shù)據(jù)段是讀寫變頻器參數(shù)值以及讀參數(shù)的全部特性。PZD數(shù)據(jù)段傳輸?shù)氖亲冾l器的控制信息，也就是變頻器的控制參數(shù)，由主站的S7—300向變頻器發(fā)出控制字和設(shè)定點，變頻器則返回狀態(tài)字和實際值。PKW和PZD的數(shù)據(jù)長度可根據(jù)需要設(shè)定，同時可設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾�。本系統(tǒng)中，PKW和PZD分別設(shè)定為4個字和2個字，通信數(shù)據(jù)傳輸波特率為1.5Mbit/s。
(3)變頻器通信控制參數(shù)的設(shè)置
變頻器參數(shù)設(shè)置的基本過程如下：變頻器送電后，首先將參數(shù)恢復為工廠設(shè)置，然后進行CBP板的配置，選擇P060=5進行系統(tǒng)設(shè)置，最后進行控制字和狀態(tài)字的連接設(shè)置，將矢量控制開關(guān)量和矢量控制連接量與PLC中定義的參數(shù)值和控制字連接。本系統(tǒng)的主要連接參數(shù)如附表所示。
(4)由于翻板機、輥道等設(shè)備需要比較準確的定位，并且生產(chǎn)節(jié)奏較快，因此每臺傳動變頻器都有外置的制動單元和制動電阻
制動單元通過中間回路連接到變頻器上，當中間回路電壓達到預(yù)定值時，制動單元自動接通，阻止中間電壓繼續(xù)升高。與制動有關(guān)的參數(shù)：P462為從靜止加速到參考頻率的時間;P463為加速時間的單位;P464為從參考頻率減速到靜置的時間;P465為減速時間的單位。根據(jù)工藝要求的不同，每臺變頻器設(shè)置不同的加減速時間。
PROFIBUS—DP的電磁干擾問題
安裝PROFIBUS—DP的標準方法是：有接地基準電位，即必須把所有模塊機架和負載電流回路與公共的基準電位(地)相連接，從而確保由于不合理的PROFIBUS—DP電纜敷設(shè)或設(shè)備安裝不當而產(chǎn)生的干擾電流能被盡快分流掉。采用這種安裝方法時，將各個部件的接地(S7—300、ET200、SIMOVERTMASTERDRIVERS)連接到控制柜的公共接地點。在這種方式下，總線插頭連接器將PR0F1BUS—DP電纜的屏蔽與網(wǎng)絡(luò)中所有的總線站相連接，干擾電流通過連接的地線分流掉，從而防止了由干擾引起的故障。
由于傳動系統(tǒng)需要較大的電功率，因此動力電纜常常輸送高電壓和電流。如果這種電纜長距離與PROFIBUS—DP電纜并行敷設(shè)，則會在PROFIBUS—DP電纜上產(chǎn)生電容性和電感性干擾，從而擾動網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信。為避免這種干擾，在敷設(shè)PROFIBUS—DP電纜時，要確保PROFIBUS—DP電纜與其他電線電纜之間的距離。在施工中，盡可能地把電力電纜和PROFIBUS電纜分別敷設(shè)在相互隔離的電纜橋架上。
該系統(tǒng)投入使用后，取得了較好的效果：
1)系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，維護檢修工作量較少。
2)可方便地與二級系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，為全線自動化奠定基礎(chǔ)。
3)保證了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了較好的經(jīng)濟效益。
4)變頻傳動系統(tǒng)響應(yīng)速度快，定位準確可靠。
