Siemens工控产品在定形机设备上的应用———Siemens工控产品在定形机设备上的应用

一、前言： 定形机设备的电气控制系统也日新月异地发展，从共电源直流调速到交流变频调速，从传统的控制到PLC可编程控制以及工控机和工业人机界面触摸屏的应用，从模拟信号到全数字通信系统。先进的在线检测系统，先进的在线控制系统和高度机电一体化，以及网上维护将成为定形机设备的电气控制系统的发展趋势。 二、控制系统的硬件组成 控制系统略，其中传动系统有： 上超喂、下超喂电机由2台MM440 2.2KW变频器传动； 左右毛刷轮电机由2台MM440 0.75KW变频器传动； 主链条电机由1台MM440 18.5KW变频器传动； 超速辊电机由1台MM440 5.5KW变频器传动； 落布电机由1台MM440 1.1KW变频器传动； 摆布电机由1台MM440 1.5KW变频器传动； 循环风机：5~9台ECO1-1500/3风机专用变频器传动。 三、系统的主要功能之一：设备同步运行： 轧车的运行速度以下超喂的速度为基准，通过同步传感器和同步控制器进行速度调节，落布和摆布的运行速度以超速辊的速度为基准，通过微调电位器进行速度调节。 上超喂辊、下超喂辊、左右毛刷轮、主链条、超速辊的运行速度通过触摸屏和操作按钮的速度设定，按各单元的速度关系由PLC计算各单元的速度数值再传送到各自的交流变频器驱动同步电机实现同步运行。超喂率可通过触摸屏和操作按钮进行数值给定。 为了满足定型机设备的动态品质，各单元变频器的加减速时间也由PLC根据各单元的超喂率进行计算再传送与变频器。
系统配置图 四、系统的控制方案： 该控制系统由1台TP37触摸屏、2台S7-226 PLC可编程控制器1台TD200文本显示器组成控制核心，采用全数字通信的控制方案。 TP37触摸屏、2台S7-226 PLC通过EM277-DP通信模块组成DP通信网，1#PLC的Port1口与TD200文本显示器通过PPI协议通信，1#PLC的Port 0口与传动系统的交流变频器MM440通过USS协议通信，2#PLC的Port 0口与风机交流变频器ECO通过USS协议进行通信，2#PLC的Port 1口与RKC-D900Z温度控制器通过自由协议进行通信， TP37触摸屏置于操作台上，TD200文本显示器置于车尾操作盒上，同时DP通信网可以与上位机接口进行远程监控。 1、通信协议： TP37触摸屏与PLC之间通过EM277-DP通信模块采用Porfibus-DP通信协议。 PLC与MM440和ECO交流变频器之间采用USS协议。 2、通信内容与数据格式： MM440交流变频器：给定频率和加减速时间。 ECO交流变频器：给定频率。 Porfibus-DP与PPI通信通过系统组态由系统内部管理，PLC与MM440和ECO交流变频器之间的通信通过USS协议进行通信，Siemens公司有专用的USS通信指令，编程十分方便。 3、通信参数： 通信波特率：9600bps，数据长度：8 bits，奇偶检验：无，起始位：1位，停止位：1位。 五、EMC电磁兼容性： 设备在正常的工作中，变频器和其它强电的干扰是不可避免的，按照相关说明书上的要求，强电和弱电均采用屏蔽线分开走线，采用增加电抗器、滤波器等辅助设备来改善EMC电磁兼容性，严格按标准做到良好接地等。 但实际工程中，由于考虑到各种因素很难完全满足上述要求。因此，我们考虑的抗干扰因素主要在三个方面：1、开关量信号的抗干扰；2、模拟量信号的抗干扰。3、通信线路的抗干扰。 PLC的输入点和变频器的开关量信号，我们采用低电平作为有效信号，再辅以屏蔽线以增强其抗干扰的能力。 对于模拟信号和通信线路的抗干扰，我们采用屏蔽线和专用通信电缆线，使用接地母排使其良好接地。 对通信线路增加光电隔离转换器等措施来增强系统的抗干扰性。 六、结束语： 该系统为全数字式通信控制系统，与以前的模拟量控制系统相比，不仅提高了系统的控制性能，增加了系统的抗干扰性和可靠性，同时能集中控制和监视，还能通过Porfibus-DP与上位机联网，做到中央控制和远程操作。而且可以省去许多常规电器与仪表，如门幅采集显示仪、速度表、计长仪、超喂率显示仪、门幅调节限位开关与导轨摆角限位开关等。 该系统功能完善、操作方便、运行稳定可靠。 该系统得到国家经贸委的认可，处于国类设备的领先水平，可代替同类进口设备，深受广大用户的欢迎，从投入市场至今已销售60多台，为我厂创造了近亿元的产值。