PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線在終粉磨的應(yīng)用

1．概述
　　在自動(dòng)化系統(tǒng)的配置中即要保證系統(tǒng)的先進(jìn)、可靠、合理性，又要避免過(guò)剩功能，降低投資成本。2000年至2001年，我們成功地在安慶白鰭豚4#水泥磨系統(tǒng)應(yīng)用了輥壓機(jī)終粉磨工藝，在該生產(chǎn)線上選用了西門(mén)子250kW變頻器對(duì)輥壓機(jī)兩磨輥電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變速驅(qū)動(dòng)。同時(shí)選用德國(guó)申克振動(dòng)測(cè)量傳感器對(duì)輥壓機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。輥壓機(jī)的控制采用了新型控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用了Siemens SIMATIC S7-300可編程控制器，上位機(jī)采用研華工控機(jī)，由Wincc軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)控制，和變頻器MASTERDRIVES組成。上位系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)采用Siemens MPI網(wǎng)。各個(gè)控制站之間以及6臺(tái)矢量變頻器與控制站之間以Profibus-DP協(xié)議方式相連。它完全與電位無(wú)關(guān)地運(yùn)行，其優(yōu)點(diǎn)是，不必花費(fèi)昂貴的等電位連接費(fèi)用，且大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2．輥壓機(jī)兩輥的同步運(yùn)行
　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，保持輥壓機(jī)兩輥的同步運(yùn)行是尤為重要的。這種同步，不僅僅是穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)需要同步，而且在加減速的動(dòng)態(tài)過(guò)程中也需要保證線速度的一致。為此，我們采取以下兩個(gè)措施，以達(dá)到同步的目的：

2．1提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)
　　所有變頻器都采用光電編碼器的反饋方式，通過(guò)矢量運(yùn)算，它能夠確定和控制轉(zhuǎn)矩與磁通的電流分量，獲得同直流傳動(dòng)相媲美白勺動(dòng)態(tài)特性：這就從基礎(chǔ)上保證了同步的可實(shí)現(xiàn)。

2．2建立速度給定值鏈
　　在兩個(gè)變頻器之間建立裝置對(duì)裝置通訊過(guò)程，通過(guò)此方式能夠?qū)⑺俣冉o定值用數(shù)字量迅速而準(zhǔn)確地傳遞給第一個(gè)變頻器，消除模擬信號(hào)傳遞中由于線路損耗、干擾等帶來(lái)的信號(hào)漂移、于擾所帶來(lái)的不利影響。各個(gè)分部之間不同的機(jī)械變化則由變頻器內(nèi)部不同的比例因子控制，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)時(shí)各分部線速度的恒比例運(yùn)行。

　　根據(jù)終粉磨系統(tǒng)中輥壓機(jī)對(duì)傳動(dòng)的控制需求，選用西門(mén)子矢量型變頻調(diào)速器6SE70。

特點(diǎn)如下：
　?。?）工業(yè)型變頻器，比通用型產(chǎn)品更適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
　　（2）標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化。整個(gè)變頻器的結(jié)構(gòu)非常緊湊，主板及擴(kuò)展板都是通過(guò)總線插槽連接，各組件接近，便于維修。由于集成度的提高，使裝置具有很高的可靠性。
　　（3）抗干擾性好，運(yùn)行可靠，不受元器件老化和溫度漂移的影響，能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的控制精度。
　　（4）適應(yīng)電源電壓波動(dòng)范圍廣，能自動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)頻率變化45～65Hz。
　?。?）具有很強(qiáng)的自診斷處理功能，提供有關(guān)故障原因的補(bǔ)充信息，使故障排除更為簡(jiǎn) 單，維護(hù)方便。
　　（6）靈活多變的通訊能力。支持以Profibus-DP方式通訊及聯(lián)網(wǎng)。
　?。?）32位CPU全數(shù)字控制，組態(tài)功能豐富。
　　（8）可針對(duì)具體交流電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到優(yōu)良的控制性能。
　?。?）低速時(shí)也能提供額定轉(zhuǎn)矩。
　　變頻器元件板SCB2具有電隔離的RS485口，可在變頻器之間實(shí)現(xiàn)裝置對(duì)裝置的連接。 在這里，我們采用并行接法，將其中一臺(tái)變頻器作為主動(dòng)裝置，另一臺(tái)變頻器作為從動(dòng)裝 置，這樣，主動(dòng)裝置能夠?qū)⑾到y(tǒng)線速度給定值傳遞至從動(dòng)裝置，從而增加了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)在安慶白鰭豚4#水泥磨系統(tǒng)應(yīng)用了輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用，我們認(rèn)為采用西門(mén)子6SE70變頻調(diào)速系統(tǒng)在提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，減小日常維護(hù)及節(jié)能等方面都有顯著的優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要。

3．采用Profibus的原因
　　Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是隨全數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展而產(chǎn)生的， 由德國(guó)組織開(kāi)發(fā)的工 業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)——PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)（DINl9254）。是近年來(lái)國(guó)際上最為流行 的現(xiàn)場(chǎng)總線，也是目前數(shù)據(jù)傳輸率最快的一種現(xiàn)場(chǎng)總線（傳輸率可達(dá)12M波特），因此在很多領(lǐng)域內(nèi)有廣泛地應(yīng)用c根據(jù)Venture Developmen Corp．（VDC）的報(bào)告，PROFIBUS所占的市場(chǎng)份額最大，也是發(fā)展最快的現(xiàn)場(chǎng)總線：
　　Profibus的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是以1SO頒布的OSI標(biāo)準(zhǔn)七層參考模型為基礎(chǔ)的，只是對(duì)第三 層到第六層進(jìn)行簡(jiǎn)化，因此可以說(shuō)它的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性強(qiáng)c此外它的三種模塊（FMS、DP和PA）又可以適應(yīng)不同的應(yīng)用對(duì)象和通信速率方面白勺要求，開(kāi)放性也好。