西門子自動化產品在鋁管在線退火中的應用_wincc_s7-200

西門子自動化產品在鋁管在線退火中的應用

2008/11/20 0:00:00

摘要：本文介紹了S7-300PLC通過PROFIBUS-DP通訊方式控制MM440變頻器，配合人機界面，結合工藝要求，實現了鋁管在線退火的完美控制。

關鍵詞：S7-300PLC MM440變頻器 PROFIBUS-DP通訊

Abstract: This paper introduces that the S7-300 PLC control the MM440 inverter by the PROFIBUS-DP protocol, Achieved to control of the annealer perfectly according to the HMI and request of technics.

Key Words: S7-300 PLC MM440 PROFIBUS-DP

一、項目介紹

1.簡介

蘇州奧智機電設備有限公司一直致力于空調用銅、鋁管加工設備的研發、設計、制造及服務，為用戶提供高性價比的卓越產品。其研制的在線退火設備是近年來開始在銅、鋁管加工行業中大量應用的設備，與傳統的輥底爐相比，占地面積僅為四分之一，而且節省工序，省卻了傳統的在退火前纏繞的工序，降低了管材消耗和在工序過程中的擦傷。管材的成品率高，數千米長的盤管上廢管只有1-2米，產生在整盤管材的開頭部分，能實現盤到盤的加工流程，極大地提高了生產效率。

該設備采用S7-300PLC結合人機界面通過PROFIBUS-DP通訊協議實現對MM4變頻器的速度控制，整個電控系統體系簡明，布線簡單可靠，控制運行準確平穩，收到了良好的效果。

2.簡要工藝介紹

在線退火設備用于將料籃裝載的硬態管通過在線感應加熱方式退火成軟態管。在連續運行過程中，將置于保護氣體氛圍中的管材通過中頻感應加熱，使其溫度達到480度左右，再通過保溫區(確保在一定的溫度下有時間在加熱后進行全晶粒的勻化并消除管子表面的褪色)，進入到快速冷卻區（即將冷卻水直接噴淋到加熱后的管材上使其快速冷卻），將附著在管材表面的水通過吹干裝置吹干后進入到履帶式自動張力裝置，使管材在行進的過程中一直保持一個合適的張力，然后經過抺油處理后進入到收料籃中。

外觀示意圖如下：

下圖為設備生產現場：

二、控制系統構成

1. 系統硬件

1） PLC

設備長度較長，各個操作臺與主控柜距離較遠，考慮到接線的方便、簡潔、易維護，采用分布式I/O。另外，整個系統點數較多，需要通過高速計數來實時測得機組線速度，并且有多個模擬量信號要采集，故選用CPU314C-2DP。其集成了數字量和模擬量輸入輸出，頻率測量功能，集成的DP接口可以最多帶32個從站，具有極高的性價比。

2） HMI

為了方便對系統的工藝參數，過程參數進行設置和監控，選用了西門子TP270-10作為人機界面。它與西門子PLC的完美結合，使整個系統在硬件和軟件上均達最優化。

3）變頻器

MicroMaster440是新一代可以廣泛應用的多功能標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉矩輸出和良好的動態特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。創新的BiCo（內部功能互聯）功能有無可比擬的靈活性。可選的PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊，實現了通訊的多樣性。

此項目中放料和收料都由交流變頻電機通過減速箱驅動料籃高速旋轉，屬于大慣量系統，而且要求很高的起動轉矩；通過采用MM440的無速度傳感器矢量控制方式，可以獲得接近閉環控制的性能，速度精度可達0.2-0.5%