PROFIBUS-DP在淮鋼棒材生產(chǎn)線中的應(yīng)用
O 引言
淮鋼40萬t棒材生產(chǎn)線電氣自動化和傳動系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備的制造及調(diào)試由北京金自天正智能控制股份有限公司負(fù)責(zé),該項目于2001年10月26日一次試車成功,目前生產(chǎn)基本正常,月產(chǎn)量達(dá)5萬余t。
1 電氣系統(tǒng)的總體配置
該系統(tǒng)配置5臺SIEMENS公司的S7-400系列PLC,分別用于加熱爐燃燒控制,爐區(qū)及軋線區(qū)域輔助控制,主軋線控制,3臺飛剪控制,冷床及精整區(qū)域控制。設(shè)有4個操作站,加熱爐區(qū)、軋機區(qū)、冷剪區(qū)、精整區(qū)各1個,另外還在主電室設(shè)有工程師站。每個站均配有SIEMENS公司的PIII工控機,操作面板采用SIEMENS公司的PP17,各站操作系統(tǒng)為中文WindowsNT4.0,監(jiān)控畫面采用美國Intellution公司的FIX DMACS軟件編制?,F(xiàn)場的潤滑、液壓系統(tǒng)以及軋線各區(qū)域配有21臺ET200M,主傳動采用SIEMENS公司的6RA70系列產(chǎn)品,交流輔傳動采用SIEMENS公司的6SE70系列產(chǎn)品,每套傳動裝置均配有一塊CBP通信模板,用作6RA70和6SE70調(diào)速裝置與PROFIBUS-DP相連的接口板。操作站、工程師站、PLC之間的通信采用工業(yè)以太網(wǎng),通信介質(zhì)采用同軸電纜,PROFIBUS-DP主要完成PLC與6RA70、6SE70、PP17以及遠(yuǎn)程ET200M之間的數(shù)據(jù)信息通信功能,PROFIBUS-DP的通信介質(zhì)采用工業(yè)屏蔽雙絞線。
2 PROFIBUS的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計
2.1 主站S7-400系統(tǒng)
用于主站S7-400系列PLC 的CPU選型為CPU414-2DP和CPU416.2DP,該型CPU數(shù)學(xué)處理能力極強,帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS.DP接口,其組態(tài)靈活,速度快,操作簡捷。每個PLC均采用一塊CPU模板和數(shù)塊SM422、SM421模板,完成整條軋線在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的順序控制和閉環(huán)控制。由于從站較多,每臺PLC都配有1~2塊IM467模板,將PLC作為主站連到PROFIBUS-DP,完成與從站接口之間的串接,PLC4還配置有FM450高速計數(shù)模板和FM453智能定位模板,用于3臺飛剪的切頭切尾、倍尺速度以及剪刃定位的控制。
2.2 直流調(diào)速系統(tǒng)6RA70和交流調(diào)速系統(tǒng)6從站
淮鋼棒材生產(chǎn)線共采用28臺6RA70系列直流調(diào)速裝置,分別控制18架軋機,3臺飛剪、夾送輥、冷床、升降鏈、移送鏈和輸送鏈。交流輔助傳動共采用14臺6SE70系列交流調(diào)速裝置,分別控制人爐、出爐以及爐內(nèi)輥道,2 、4 、6軋機用提升機,1 夾送輥,旁通輥道,水冷輥道和冷床輸入輥道。6RA70和6SE70通過CBP通信模板與CPU上的PROFIBUS-DP接口相連,實現(xiàn)數(shù)據(jù)在PROFIBUS-DP網(wǎng)上快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息傳輸。在主站硬件配置時,用STEP7軟件為每個6RA70、6SE70從站分配PROFIBUS地址,通過6RA70、6SE70的操作面板將總線地址設(shè)定到參數(shù)P918中。PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線周期數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱笪木幋a結(jié)構(gòu)如下:
淮鋼棒材線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用的參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象為PP04,可用數(shù)據(jù)無參數(shù)區(qū),有6個字過程數(shù)據(jù),主站DP數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)在PROFIBUS-DP的支持下,周期性地與從站中的DP數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在編程時,用DP網(wǎng)的接收指令SFC14,將DP接收區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱尜A字中,那么主站就知道了6RA70、6SE70從站中的各種邏輯狀態(tài)以及各種實際值,用戶根據(jù)這些數(shù)據(jù)編寫相應(yīng)的程序,將這些狀態(tài)和實際值傳給畫面,操作員根據(jù)畫面上的狀態(tài)和實際值來判斷6RA70和6SE70運行的實際情況。同樣用戶將各種指令和速度參數(shù)通過存貯字發(fā)送指令SFC15,將這些數(shù)據(jù)送到6RA70和6SE70中,實現(xiàn)主站對從站的控制。
2.3 ET200M 和PP17從站
ET200M是一種模塊化的分布式I/O站,通過IM一153接口與PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線連接,本系統(tǒng)中用屏蔽雙絞線將主站CPU的DP接口或主站接口模塊IM467與所有的E3200M從站DP接口依次串接?,F(xiàn)場操作箱和操作臺上的PP17,也是一種模塊化的I/O站, 并帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS—DP接口,總線地址通過背面的操作面板來設(shè)定。在S7—4O0做硬件配置時,STEP7為各個I/O模塊自動分配地址,同樣STEP7為PP17模塊自動分配I/0地址,其I/0模塊地址與主站機架上的I/0模塊地址具有相同的意義,用戶在編程時無須考慮輸入輸出點是在主站上還是在從站上,也不必考慮數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,與STEP5相比,其軟件編程更為簡捷方便。
3 結(jié)束語
淮鋼棒材線控制系統(tǒng)采用的PROFIBUS—DP總線技術(shù),以PLC為主站,6SE70,6RA70,PP17,E3200M為從站,主、從站之間的數(shù)據(jù)交換通過數(shù)字通信方式進(jìn)行,因而為系統(tǒng)的安裝調(diào)試維護工作都帶來了極大的方便。另外,由于采用分級控制,使得該系統(tǒng)安全、簡單、速度快、實時性強,保證了該控制系統(tǒng)的可靠性。
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