摘 要:主要介紹Profibus—DP在切紙機的電氣控制和驅(qū)動過程中的應(yīng)用:
關(guān)鍵詞:Profibus—DP; S7一300控制器;變額器
當今,Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)越來越廣泛地運用于造紙機利配套設(shè)備的電氣控制上。由.丁Pmfib~-DP控制技術(shù)的引入,極人地增強了整個控制系統(tǒng)的可靠性、可維護性,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度利系統(tǒng)信息的整合能力。我公司在2004年年初引進的一臺臺灣川佳公司最人車速300m/min,切紙寬度l400mm半同步旋卷向板紙切紙機,其控制系統(tǒng)就運用了Profibus—DP現(xiàn)場總線控制技術(shù)。
1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該切紙機的控制系統(tǒng)主要由西門子公司S7—300控制器,西門子公司的,人鼙變頻器、運動變頻器,以及西門子公司的TP-170B觸摸屏利Profibus—DP網(wǎng)絡(luò)組成。示意圖如下:
在切紙機的通訊總線上S7—313C-2DP作為主機,MasterDriverVC、MasterDriverMC變頻器利人機界面TP-170B作為從機。其主站S7—313C一2DP系列PLC控制器是兩門子公司的中小型PLC系統(tǒng),模塊化的設(shè)計以及各種通用、專用模塊使系統(tǒng)配置變得簡單,通過STEP7編程可以實現(xiàn)生產(chǎn)上所需的各種要求,應(yīng)用十分方便。MasterDriverVC、MC變頻器是矢量控制和運動控制的專用變頻器,具有良好的控制性能利控制品質(zhì),能定義控制上所需要的各種參數(shù)利組態(tài)各種控制規(guī)律,加上CB通訊板(PROFIBUS通訊模板)能和PLC一300控制器進行良好的通訊利數(shù)據(jù)交換,并將主機控制命令準確地發(fā)送MasterDriverVC、MasterDriverMC,使之按預(yù)定的運行曲線工作。TP-170B是兩門子公司的小型觸摸屏式人機界面,通過PROTOOL組態(tài)軟件十分方便的生成各種控制畫面和所需的過控制按鈕,界面生動友好。
川佳切紙機通訊采用PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線技術(shù),在總線數(shù)據(jù)信息的傳輸過程中,兩門子的S7.313C一2DP控制器作為主站,用以控制總線上的數(shù)據(jù)傳輸,可與人機界面利變頻器直接交換信息,負責讀取懸掛在總線上的所有分布式1/O模塊的變頻器狀態(tài)字(包括數(shù)字量和模擬量),同時進行變頻器控制字(數(shù)字量)的傳送。TPI70B作為從站,則必須通過S7—313C一2DP主機控制各變頻器利其它控制元件的工作,主要用于生產(chǎn)過程的操作和監(jiān)視。
2 控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)
在變頻器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的建立過程中,首先要完成總線上所掛硬件裝置的網(wǎng)絡(luò)組態(tài),這可在編程軟件STEP7中實現(xiàn)。由編程軟件為每個傳動變頻器分配網(wǎng)絡(luò)地址,而且該網(wǎng)絡(luò)地址必須與傳動變頻器中CB板中設(shè)置地址相同。同時在軟件的編程過程中,必須給PLC-300分配傳送和控制的數(shù)據(jù)字地址,然后在組織塊OB中選用SFCI4“DPRDDAT”,SFCI5“DPWRDAT”系統(tǒng)功能塊向變頻器的CB模塊接受/發(fā)送過程數(shù)據(jù)。
由于采用的ROFIBUS-DP通訊協(xié)議的信息分為協(xié)議頭、用戶數(shù)據(jù)利協(xié)議尾。用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被指定為參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象(PPO),有的用戶數(shù)據(jù)帶有參數(shù)過科數(shù)據(jù)區(qū)域,有的用戶數(shù)據(jù)僅由過程數(shù)據(jù)組成。變頻傳動總共定義了5種PPO類型,該機選PPO型5。參數(shù)值PKW是變頻器運行要定義的一些功能碼,如最大頻率、基本頻率、加/減速時間等,過程數(shù)據(jù)PZD姆傳輸控制字利設(shè)定值(主一變頻器)或狀態(tài)字利實際值(變頻器一主)等輸入/輸出的數(shù)據(jù)值。
變頻器與S7—300通訊,必須完成下列變頻器功能碼的設(shè)置:P918(PROFIBUS地址),喂紙、橫刀、低速帶分別設(shè)置為4、5、6,設(shè)定參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象PPO類型P712.1-5,傳送波特率P701=19200bps,控制類型、命令源和控制方式的選擇以及控制功能的組成和連接等。同時還要對傳動變頻器進行PRoFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置,P554.1(控制字1的第0位,使能)-3100,P565.1(控制字1的第7位,故障復(fù)位)=3107,P573.1(控制字1的第14位, 速度升高)=3113,P574.1(控制字1的第15位,速度下降)=3114。P734.1狀態(tài)字1, P734.2速度反饋字2,P734.3電壓反饋字3,P734.4電流反饋字4,P734.5馬達溫度反饋字5,P734.6馬達力矩反饋字6,P734.7狀態(tài)字2,P734.7、P734.8偏籌值反饋字8、9等等。
3 控制軟件的組態(tài)
數(shù)據(jù)通訊:在PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)建立后,必須對PLC和變頻器的通訊接口模塊初始化,分配各總線地址,總線標準和總線上的波特率,這樣就可以實現(xiàn)PLC和變頻器以及TP170B人機界面之間的數(shù)據(jù)交換。
定義PROFIBUS—DP上傳送的控制字和狀態(tài)字以
及傳送數(shù)據(jù)。
控制畫面: 在TPI70B上面可以容易地使用PROTOOL軟件根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計控制對象的控制畫面,并能夠適時地切換控制畫面。
調(diào)試過科畫面:可以通過人機界面上顯示的各電機電流、電壓和頻率實際值來進行變頻器參數(shù)的調(diào)整。
故障報警:人機界面上設(shè)計出的報警畫面可以很方便知道故障方位,十分有利于該設(shè)備的維護。
4 結(jié)束語
這臺川佳切紙機在調(diào)試好運行后,一直能正常工作未出現(xiàn)電氣控制故障,較好完成了生產(chǎn)任務(wù)。