PROFIBUS在紙機傳動中的應用

　　隨著造紙企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和工業(yè)自動控制水平的提高，越來越多的自動化設備如傳感器、調(diào)節(jié)器、發(fā)送器、驅(qū)動器及可編程控制器等被應用到造紙工業(yè)控制現(xiàn)場。相應地，串行現(xiàn)場總線也用來在這些設備間進行通信。因此，通信和數(shù)據(jù)流高速傳輸?shù)膶崿F(xiàn)就成為完成電氣傳動和控制的一個必不可少的部分。目前，現(xiàn)場總線存在著各種各樣的網(wǎng)絡標準，這些網(wǎng)絡大多是嚴格保密且互不兼容，其中PROFIBUS 標準是一種開放的、不依賴生產(chǎn)廠家的通信系統(tǒng)標準，所以PROFIBUS 在各種工業(yè)控制現(xiàn)場得到了越來越廣泛地應用。尤其是在造紙行業(yè)，PROFIBUS 得到了大力推廣。本文針對PROFIBUS 在長網(wǎng)多缸紙機傳動控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的介紹。

　　PROFIBUS 現(xiàn)場總線技術(shù)是由德國Siemens等13 家公司和5 家研究所聯(lián)合制定的標準化規(guī)范，并于1999 年成為國際標準IEC61158 的組成部分。PROFIBUS 包括3 個同一類、可互相兼容的變種，即PROFIBUS-FMS 、DP 、PA 以適應不同領域的要求。PROFIBUS-FMS（現(xiàn)場總線技術(shù)信息規(guī)范）的設計旨在解決車間監(jiān)控級通信任務，提供大量的通信服務；PROFIBUS-DP （分散型外圍設備）用于現(xiàn)場層高速數(shù)據(jù)傳送；PROFIBUS-PA （過程自動化）適用于過程自動化。PROFIBUS 能夠提供制造業(yè)、樓宇自動化和過程自動化各領域統(tǒng)一解決方案的系統(tǒng)，現(xiàn)已在汽車工業(yè)、機械制造業(yè)、食品工業(yè)、運輸業(yè)、環(huán)保工程等多領域獲得了應用。

1 造紙機傳動控制系統(tǒng)

1.l 造紙機傳動控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　造紙機傳動控制是一個控制點多、結(jié)構(gòu)非常復雜的系統(tǒng)，其系統(tǒng)的工作過程概略如圖1 所示。以1760 / 350 長網(wǎng)多缸造紙機為例，整個紙機傳動部分分為主傳動和輔助傳動兩部分：主傳動部分共分16 個傳動點，總傳動功率為368 kw ，主要控制飾面輥、真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、導網(wǎng)輥、真空反壓輥、光壓輥、烘缸和卷紙機等；輔助傳動部分合計功率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。傳動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路主要有2 個：其一是操作屏和PLC 走PROFIBUS-DP 或FMS 通路；其二是PLC 通過CBP 板卡和變頻器走RS485 PROFIBUS-DP 協(xié)議通路。為達到控制目的，整臺紙機共配有4 臺操作臺：操作臺OP-﹟l 控制流漿箱及上漿系統(tǒng)有關氣動、電動設備；OP-﹟2控制有關網(wǎng)部、吸移、反壓、二壓及工藝系統(tǒng)有關氣動、電動設備；OP-﹟3 控制有關光壓、部分烘干部及工藝系統(tǒng)有關氣動、電動設備；OP-﹟4控制部分烘干部、卷紙機、稀油站油泵及工藝系統(tǒng)有關氣動、電動設備。每套操作臺配備1 套ET2OOM , 作為遠程I/0 使用；并且裝有PROFIBUS-DP 接口的閥島和單機起停及緊急停車按鈕。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)控計算機采用西門子的PⅢ450 加54cm 彩顯；組態(tài)軟件采用WIN CC5.O 。通過OPIS 操作屏和PLC , PC 可對多臺裝置進行參數(shù)重復設定以提高調(diào)整進度。