PROFIBUS現(xiàn)場總線在終粉磨的應用

1．概述
　　在自動化系統(tǒng)的配置中即要保證系統(tǒng)的先進、可靠、合理性，又要避免過剩功能，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)應用了輥壓機終粉磨工藝，在該生產(chǎn)線上選用了西門子250kW變頻器對輥壓機兩磨輥電動機進行變速驅(qū)動。同時選用德國申克振動測量傳感器對輥壓機的振動進行監(jiān)視。輥壓機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，上位機采用研華工控機，由Wincc軟件實現(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)絡采用Siemens MPI網(wǎng)。各個控制站之間以及6臺矢量變頻器與控制站之間以Profibus-DP協(xié)議方式相連。它完全與電位無關地運行，其優(yōu)點是，不必花費昂貴的等電位連接費用，且大大增強了網(wǎng)絡的可靠性。

2．輥壓機兩輥的同步運行
　　在實際生產(chǎn)過程中，保持輥壓機兩輥的同步運行是尤為重要的。這種同步，不僅僅是穩(wěn)速運行時需要同步，而且在加減速的動態(tài)過程中也需要保證線速度的一致。為此，我們采取以下兩個措施，以達到同步的目的：

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

2．2建立速度給定值鏈
　　在兩個變頻器之間建立裝置對裝置通訊過程，通過此方式能夠?qū)⑺俣冉o定值用數(shù)字量迅速而準確地傳遞給第一個變頻器，消除模擬信號傳遞中由于線路損耗、干擾等帶來的信號漂移、于擾所帶來的不利影響。各個分部之間不同的機械變化則由變頻器內(nèi)部不同的比例因子控制，從而實現(xiàn)動態(tài)與穩(wěn)態(tài)時各分部線速度的恒比例運行。

　　根據(jù)終粉磨系統(tǒng)中輥壓機對傳動的控制需求，選用西門子矢量型變頻調(diào)速器6SE70。

特點如下：
　?。?）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。
　　（2）標準化及模塊化。整個變頻器的結構非常緊湊，主板及擴展板都是通過總線插槽連接，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。
　?。?）抗干擾性好，運行可靠，不受元器件老化和溫度漂移的影響，能長期保持穩(wěn)定的控制精度。
　　（4）適應電源電壓波動范圍廣，能自動適應電網(wǎng)頻率變化45～65Hz。
　?。?）具有很強的自診斷處理功能，提供有關故障原因的補充信息，使故障排除更為簡 單，維護方便。
　?。?）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。
　?。?）可針對具體交流電機進行優(yōu)化，以達到優(yōu)良的控制性能。
　　（9）低速時也能提供額定轉(zhuǎn)矩。
　　變頻器元件板SCB2具有電隔離的RS485口，可在變頻器之間實現(xiàn)裝置對裝置的連接。 在這里，我們采用并行接法，將其中一臺變頻器作為主動裝置，另一臺變頻器作為從動裝 置，這樣，主動裝置能夠?qū)⑾到y(tǒng)線速度給定值傳遞至從動裝置，從而增加了整個系統(tǒng)的可靠性。通過在安慶白鰭豚4#水泥磨系統(tǒng)應用了輥壓機終粉磨系統(tǒng)中的應用，我們認為采用西門子6SE70變頻調(diào)速系統(tǒng)在提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，減小日常維護及節(jié)能等方面都有顯著的優(yōu)點，完全能夠滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的需要。

3．采用Profibus的原因
　　Profibus現(xiàn)場總線技術是隨全數(shù)字信號系統(tǒng)的發(fā)展而產(chǎn)生的， 由德國組織開發(fā)的工 業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標準——PROFIBUS現(xiàn)場總線標準（DINl9254）。是近年來國際上最為流行 的現(xiàn)場總線，也是目前數(shù)據(jù)傳輸率最快的一種現(xiàn)場總線（傳輸率可達12M波特），因此在很多領域內(nèi)有廣泛地應用c根據(jù)Venture Developmen Corp．（VDC）的報告，PROFIBUS所占的市場份額最大，也是發(fā)展最快的現(xiàn)場總線：
　　Profibus的網(wǎng)絡協(xié)議是以1SO頒布的OSI標準七層參考模型為基礎的，只是對第三 層到第六層進行簡化，因此可以說它的標準適應性強c此外它的三種模塊（FMS、DP和PA）又可以適應不同的應用對象和通信速率方面白勺要求，開放性也好。