PROFIBUS-DP總線在回轉式水泥包裝機及輔機電氣控制中的應用
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隨著水泥廠自動化程度的提高，水泥廠對各種設備分散控制集中管理（DCS）的需求越來越高?；剞D水泥包裝機在被大量選用的同時，在電氣控制方面也逐漸顯露出一些問題。如：雖然包裝機能夠獨立工作，但中控對包裝機的工作狀況不能作到實時監(jiān)測；在中控室不能遠程直接控制包裝機的工作；對包裝機及配套輔機也不能進行監(jiān)控。各水泥設計院在做水泥廠新線設計和老線改造過程中，也充分考慮了這種需求，要求在中控室能夠有效的對水泥廠各種設備的運行狀況、主要技術數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。對于回轉式水泥包裝機及其配套輔機，要求能夠接受來自中控室的各種指令，同時將相關信息送回中控室，具體要求如下。
1、回轉式包裝機在運行的過程中，能夠將運行、停止指示信號；包裝機的回轉速度等信息反饋到中控室。
2、在停車狀態(tài)下，可以提供回轉包裝機的備妥信號。
3、在運行過程中如果出現(xiàn)故障，可以向中控提供故障信號。
4、中控在收到備妥信號后，可以遠程啟動、停止包裝機。
5、遠程優(yōu)先模式，中控掌握包裝機的控制權，中控可以根據(jù)需要在遠程和機旁之間切換包裝機的控制模式。
6、機旁優(yōu)先模式，包裝機的控制權掌握在機旁，可以通過機旁控制箱在遠程和機旁之間切換包裝機的控制模式。
7、將中間倉料位信號傳到中控室。
8、可以將配套輔機的運行、停止狀態(tài)信號傳到中控室，在中控室也可對配套輔機進行啟動、停止等控制操作。
根據(jù)水泥廠與設計院的具體要求，我們在包裝機及配套輔機的電氣控制中采用了PROFIBUS-DP總線，成功解決了上述問題。
一、PROFIBUS-DP總線介紹
PROFIBUS是PROCESS FIELDBUS的縮寫，是由SIEMENS等公司組織開發(fā)的現(xiàn)場總線技術，先后成為德國和歐洲的現(xiàn)場總線標準，并于2000年成為IEC61158現(xiàn)場總線國際標準之一。我國于2001年正式批準PROFIBUS為機械行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線國家標準，標準號為JB/T 10308.3-2001。
PROFIBUS-DP是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的PROFIBUS現(xiàn)場總線技術?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案。
二、系統(tǒng)硬件組成
根據(jù)PROFIBUS-DP的特點和水泥廠、設計院的具體要求，在包裝現(xiàn)場我們組建了一個PROFIBUS-DP從站，構成如下：一臺西門子的S7-200系列PLC（可編程邏輯控制器）CPU224、一臺EM223(數(shù)字量擴展模塊)、一臺EM231（模擬量擴展模塊）和一臺EM231（PROFIBUS-DP擴展從站模塊）。在從站中，我們將回轉包裝機、電振篩、給料機、接包機、清包機、順包機等各種配套輔機的狀態(tài)和控制信號接入PLC，由PLC控制對這些設備進行控制和監(jiān)測。通過EM231模擬量擴展模塊，可以將模擬量輸入轉變?yōu)閿?shù)字量，用于包機轉速、中間倉料位等信號。中間倉料位信號是通過荷重傳感器和變送器，通過與中間倉內料位的高低成正比的4-20mA電流信號采集中間倉料位；從變頻器采集與包裝機旋轉速度成正比4-20mA電流信號。通過EM277模塊用PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠的PROFIBUS-DP總線上，使得包裝機及輔機的控制系統(tǒng)成為一個PROFIBUS-DP從站，從而實現(xiàn)中控室對包裝車間的協(xié)調和控制，達到整廠分布式控制的要求。
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