PROFIBUS在紙機(jī)傳動(dòng)中的應(yīng)用

　　隨著造紙企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工業(yè)自動(dòng)控制水平的提高，越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備如傳感器、調(diào)節(jié)器、發(fā)送器、驅(qū)動(dòng)器及可編程控制器等被應(yīng)用到造紙工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。相應(yīng)地，串行現(xiàn)場(chǎng)總線也用來(lái)在這些設(shè)備間進(jìn)行通信。因此，通信和數(shù)據(jù)流高速傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)就成為完成電氣傳動(dòng)和控制的一個(gè)必不可少的部分。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線存在著各種各樣的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，這些網(wǎng)絡(luò)大多是嚴(yán)格保密且互不兼容，其中PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)是一種開(kāi)放的、不依賴生產(chǎn)廠家的通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，所以PROFIBUS 在各種工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。尤其是在造紙行業(yè)，PROFIBUS 得到了大力推廣。本文針對(duì)PROFIBUS 在長(zhǎng)網(wǎng)多缸紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

　　PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是由德國(guó)Siemens等13 家公司和5 家研究所聯(lián)合制定的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，并于1999 年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158 的組成部分。PROFIBUS 包括3 個(gè)同一類(lèi)、可互相兼容的變種，即PROFIBUS-FMS 、DP 、PA 以適應(yīng)不同領(lǐng)域的要求。PROFIBUS-FMS（現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)信息規(guī)范）的設(shè)計(jì)旨在解決車(chē)間監(jiān)控級(jí)通信任務(wù)，提供大量的通信服務(wù)；PROFIBUS-DP （分散型外圍設(shè)備）用于現(xiàn)場(chǎng)層高速數(shù)據(jù)傳送；PROFIBUS-PA （過(guò)程自動(dòng)化）適用于過(guò)程自動(dòng)化。PROFIBUS 能夠提供制造業(yè)、樓宇自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化各領(lǐng)域統(tǒng)一解決方案的系統(tǒng)，現(xiàn)已在汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、食品工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、環(huán)保工程等多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。

1 造紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)

1.l 造紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　造紙機(jī)傳動(dòng)控制是一個(gè)控制點(diǎn)多、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，其系統(tǒng)的工作過(guò)程概略如圖1 所示。以1760 / 350 長(zhǎng)網(wǎng)多缸造紙機(jī)為例，整個(gè)紙機(jī)傳動(dòng)部分分為主傳動(dòng)和輔助傳動(dòng)兩部分：主傳動(dòng)部分共分16 個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，總傳動(dòng)功率為368 kw ，主要控制飾面輥、真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、導(dǎo)網(wǎng)輥、真空反壓輥、光壓輥、烘缸和卷紙機(jī)等；輔助傳動(dòng)部分合計(jì)功率42 kw ，主要控制勻漿輥、唇板、損紙攪拌器、張緊器、沖水管、輸油泵、刮刀和副臂等。傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路主要有2 個(gè)：其一是操作屏和PLC 走PROFIBUS-DP 或FMS 通路；其二是PLC 通過(guò)CBP 板卡和變頻器走RS485 PROFIBUS-DP 協(xié)議通路。為達(dá)到控制目的，整臺(tái)紙機(jī)共配有4 臺(tái)操作臺(tái)：操作臺(tái)OP-﹟l 控制流漿箱及上漿系統(tǒng)有關(guān)氣動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備；OP-﹟2控制有關(guān)網(wǎng)部、吸移、反壓、二壓及工藝系統(tǒng)有關(guān)氣動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備；OP-﹟3 控制有關(guān)光壓、部分烘干部及工藝系統(tǒng)有關(guān)氣動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備；OP-﹟4控制部分烘干部、卷紙機(jī)、稀油站油泵及工藝系統(tǒng)有關(guān)氣動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備。每套操作臺(tái)配備1 套ET2OOM , 作為遠(yuǎn)程I/0 使用；并且裝有PROFIBUS-DP 接口的閥島和單機(jī)起停及緊急停車(chē)按鈕。其系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)采用功能強(qiáng)大、軟件功能豐富的S7-300 型PLC CPU315 系統(tǒng)作為控制核心，軟件采用STEP7 Version 5.0 ；變頻器采用Siemens 的6SE7O 系列完整矢量控制高精度變頻調(diào)速裝置，其完善的控制性能特別適合紙機(jī)系統(tǒng)，如速度鏈給定、分布的速度控制，張力控制及兩者的切換，多種自由功能模塊和工藝模板的組合特別適用紙機(jī)的工藝要求；本系統(tǒng)采用了T40O 模塊，它提供了多種工藝控制功能，如卷曲、張力、同步、定位、多電機(jī)等；并采用CBP2 板卡插在變頻器中，用于PROFIBUS-DP 的通信；上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用西門(mén)子的PⅢ450 加54cm 彩顯；組態(tài)軟件采用WIN CC5.O 。通過(guò)OPIS 操作屏和PLC , PC 可對(duì)多臺(tái)裝置進(jìn)行參數(shù)重復(fù)設(shè)定以提高調(diào)整進(jìn)度。