Siemens工控產品在定形機設備上的應用_Siemens_變頻調速

Siemens工控產品在定形機設備上的應用

2010/4/29 12:35:00

一、前言：

定形機設備的電氣控制系統也日新月異地發展，從共電源直流調速到交流變頻調速，從傳統的控制到PLC可編程控制以及工控機和工業人機界面觸摸屏的應用，從模擬信號到全數字通信系統。先進的在線檢測系統，先進的在線控制系統和高度機電一體化，以及網上維護將成為定形機設備的電氣控制系統的發展趨勢。

二、控制系統的硬件組成

控制系統略，其中傳動系統有：

上超喂、下超喂電機由2臺MM440 2.2KW變頻器傳動；

左右毛刷輪電機由2臺MM440 0.75KW變頻器傳動；

主鏈條電機由1臺MM440 18.5KW變頻器傳動；

超速輥電機由1臺MM440 5.5KW變頻器傳動；

落布電機由1臺MM440 1.1KW變頻器傳動；

擺布電機由1臺MM440 1.5KW變頻器傳動；

循環風機：5~9臺ECO1-1500/3風機專用變頻器傳動。

三、系統的主要功能之一：設備同步運行：

軋車的運行速度以下超喂的速度為基準，通過同步傳感器和同步控制器進行速度調節，落布和擺布的運行速度以超速輥的速度為基準，通過微調電位器進行速度調節。

上超喂輥、下超喂輥、左右毛刷輪、主鏈條、超速輥的運行速度通過觸摸屏和操作按鈕的速度設定，按各單元的速度關系由PLC計算各單元的速度數值再傳送到各自的交流變頻器驅動同步電機實現同步運行。超喂率可通過觸摸屏和操作按鈕進行數值給定。

為了滿足定型機設備的動態品質，各單元變頻器的加減速時間也由PLC根據各單元的超喂率進行計算再傳送與變頻器。

系統配置圖

四、系統的控制方案：

該控制系統由1臺TP37觸摸屏、2臺S7-226 PLC可編程控制器1臺TD200文本顯示器組成控制核心，采用全數字通信的控制方案。

TP37觸摸屏、2臺S7-226 PLC通過EM277-DP通信模塊組成DP通信網，1#PLC的Port1口與TD200文本顯示器通過PPI協議通信，1#PLC的Port 0口與傳動系統的交流變頻器MM440通過USS協議通信，2#PLC的Port 0口與風機交流變頻器ECO通過USS協議進行通信，2#PLC的Port 1口與RKC-D900Z溫度控制器通過自由協議進行通信，

TP37觸摸屏置于操作臺上，TD200文本顯示器置于車尾操作盒上，同時DP通信網可以與上位機接口進行遠程監控。

1、通信協議：

TP37觸摸屏與PLC之間通過EM277-DP通信模塊采用Porfibus-DP通信協議。

PLC與MM440和ECO交流變頻器之間采用USS協議。

2、通信內容與數據格式：

MM440交流變頻器：給定頻率和加減速時間。

ECO交流變頻器：給定頻率。

Porfibus-DP與PPI通信通過系統組態由系統內部管理，PLC與MM440和ECO交流變頻器之間的通信通過USS協議進行通信，Siemens公司有專用的USS通信指令，編程十分方便。

3、通信參數：

通信波特率：9600bps，數據長度：8 bits，奇偶檢驗：無，起始位：1位，停止位：1位。

五、EMC電磁兼容性：

設備在正常的工作中，變頻器和其它強電的干擾是不可避免的，按照相關說明書上的要求，強電和弱電均采用屏蔽線分開走線，采用增加電抗器、濾波器等輔助設備來改善EMC電磁兼容性，嚴格按標準做到良好接地等。

但實際工程中，由于考慮到各種因素很難完全滿足上述要求。因此，我們考慮的抗干擾因素主要在三個方面：1、開關量信號的抗干擾；2、模擬量信號的抗干擾。3、通信線路的抗干擾。

PLC的輸入點和變頻器的開關量信號，我們采用低電平作為有效信號，再輔以屏蔽線以增強其抗干擾的能力。

對于模擬信號和通信線路的抗干擾，我們采用屏蔽線和專用通信電纜線，使用接地母排使其良好接地。

對通信線路增加光電隔離轉換器等措施來增強系統的抗干擾性。

六、結束語：

該系統為全數字式通信控制系統，與以前的模擬量控制系統相比，不僅提高了系統的控制性能，增加了系統的抗干擾性和可靠性，同時能集中控制和監視，還能通過Porfibus-DP與上位機聯網，做到中央控制和遠程操作。而且可以省去許多常規電器與儀表，如門幅采集顯示儀、速度表、計長儀、超喂率顯示儀、門幅調節限位開關與導軌擺角限位開關等。

該系統功能完善、操作方便、運行穩定可靠。

該系統得到國家經貿委的認可，處于國類設備的領先水平，可代替同類進口設備，深受廣大用戶的歡迎，從投入市場至今已銷售60多臺，為我廠創造了近億元的產值。