Profibus-DP在切紙機(jī)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用

　　當(dāng)今，Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)越來(lái)越廣泛地運(yùn)用于造紙機(jī)配套設(shè)備的電氣控制上。由于Pmfibus-DP控制技術(shù)的引入，極大地增強(qiáng)了整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度利系統(tǒng)信息的整合能力。我公司在2004年年初引進(jìn)的一臺(tái)臺(tái)灣川佳公司最大車速300m/min，切紙寬度1400mm半同步旋卷向板紙切紙機(jī)，其控制系統(tǒng)就運(yùn)用了Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　該切紙機(jī)的控制系統(tǒng)主要由西門子公司S7-300控制器，西門子公司的變頻器、運(yùn)動(dòng)變頻器，以及西門子公司的TP-170B觸摸屏Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)組成。示意圖如下：

　　在切紙機(jī)的通訊總線上S7—313C-2DP作為主機(jī)，MasterDriverVC、MasterDriverMC變頻器利人機(jī)界面TP-170B作為從機(jī)。其主站S7-313C-2DP系列PLC控制器是兩門子公司的中小型PLC系統(tǒng)，模塊化的設(shè)計(jì)以及各種通用、專用模塊使系統(tǒng)配置變得簡(jiǎn)單，通過(guò)STEP7編程可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)上所需的各種要求，應(yīng)用十分方便。MasterDriverVC、MC變頻器是矢量控制和運(yùn)動(dòng)控制的專用變頻器，具有良好的控制性能利控制品質(zhì)，能定義控制上所需要的各種參數(shù)利組態(tài)各種控制規(guī)律，加上CB通訊板(PROFIBUS通訊模板)能和PLC-300控制器進(jìn)行良好的通訊利數(shù)據(jù)交換，并將主機(jī)控制命令準(zhǔn)確地發(fā)送MasterDriverVC、MasterDriverMC，使之按預(yù)定的運(yùn)行曲線工作。TP-170B是兩門子公司的小型觸摸屏式人機(jī)界面，通過(guò)PROTOOL組態(tài)軟件十分方便的生成各種控制畫面和所需的過(guò)控制按鈕，界面生動(dòng)友好。

　　川佳切紙機(jī)通訊采用PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，在總線數(shù)據(jù)信息的傳輸過(guò)程中，兩門子的S7-313C-2DP控制器作為主站，用以控制總線上的數(shù)據(jù)傳輸，可與人機(jī)界面利變頻器直接交換信息，負(fù)責(zé)讀取懸掛在總線上的所有分布式I/O模塊的變頻器狀態(tài)字(包括數(shù)字量和模擬量)，同時(shí)進(jìn)行變頻器控制字(數(shù)字量)的傳送。TPI70B作為從站，則必須通過(guò)S7-313C-2DP主機(jī)控制各變頻器利其它控制元件的工作，主要用于生產(chǎn)過(guò)程的操作和監(jiān)視。

2 控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)

　　在變頻器現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的建立過(guò)程中，首先要完成總線上所掛硬件裝置的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，這可在編程軟件STEP7中實(shí)現(xiàn)。由編程軟件為每個(gè)傳動(dòng)變頻器分配網(wǎng)絡(luò)地址，而且該網(wǎng)絡(luò)地址必須與傳動(dòng)變頻器中CB板中設(shè)置地址相同。同時(shí)在軟件的編程過(guò)程中，必須給PLC-300分配傳送和控制的數(shù)據(jù)字地址，然后在組織塊OB中選用SFCI4“DPRDDAT”，SFCI5“DPWRDAT”系統(tǒng)功能塊向變頻器的CB模塊接受/發(fā)送過(guò)程數(shù)據(jù)。

　　由于采用的ROFIBUS-DP通訊協(xié)議的信息分為協(xié)議頭、用戶數(shù)據(jù)利協(xié)議尾。用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被指定為參數(shù)過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象(PPO)，有的用戶數(shù)據(jù)帶有參數(shù)過(guò)科數(shù)據(jù)區(qū)域，有的用戶數(shù)據(jù)僅由過(guò)程數(shù)據(jù)組成。變頻傳動(dòng)總共定義了5種PPO類型，該機(jī)選PPO型5。參數(shù)值PKW是變頻器運(yùn)行要定義的一些功能碼，如最大頻率、基本頻率、加/減速時(shí)間等，過(guò)程數(shù)據(jù)PZD姆傳輸控制字利設(shè)定值(主一變頻器)或狀態(tài)字利實(shí)際值(變頻器一主)等輸入/輸出的數(shù)據(jù)值。

　　變頻器與S7-300通訊，必須完成下列變頻器功能碼的設(shè)置：P918(PROFIBUS地址)，喂紙、橫刀、低速帶分別設(shè)置為4、5、6，設(shè)定參數(shù)過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象PPO類型P712.1-5，傳送波特率P701=19200bps，控制類型、命令源和控制方式的選擇以及控制功能的組成和連接等。同時(shí)還要對(duì)傳動(dòng)變頻器進(jìn)行PRoFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，P554.1(控制字1的第0位，使能)-3100，P565.1(控制字1的第7位，故障復(fù)位)=3107，P573.1(控制字1的第14位， 速度升高)=3113，P574.1(控制字1的第15位，速度下降)=3114。P734.1狀態(tài)字1， P734.2速度反饋?zhàn)?，P734.3電壓反饋?zhàn)?，P734.4電流反饋?zhàn)?，P734.5馬達(dá)溫度反饋?zhàn)?，P734.6馬達(dá)力矩反饋?zhàn)?，P734.7狀態(tài)字2，P734.7、P734.8偏籌值反饋?zhàn)?、9等等。

3 控制軟件的組態(tài)

　　數(shù)據(jù)通訊：在PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)建立后，必須對(duì)PLC和變頻器的通訊接口模塊初始化，分配各總線地址，總線標(biāo)準(zhǔn)和總線上的波特率，這樣就可以實(shí)現(xiàn)PLC和變頻器以及TP170B人機(jī)界面之間的數(shù)據(jù)交換。定義PROFIBUS-DP上傳送的控制字和狀態(tài)字以及傳送數(shù)據(jù)。

　　控制畫面： 在TPI70B上面可以容易地使用PROTOOL軟件根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)控制對(duì)象的控制畫面，并能夠適時(shí)地切換控制畫面。

　　調(diào)試過(guò)科畫面：可以通過(guò)人機(jī)界面上顯示的各電機(jī)電流、電壓和頻率實(shí)際值來(lái)進(jìn)行變頻器參數(shù)的調(diào)整。

　　故障報(bào)警：人機(jī)界面上設(shè)計(jì)出的報(bào)警畫面可以很方便知道故障方位，十分有利于該設(shè)備的維護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　這臺(tái)川佳切紙機(jī)在調(diào)試好運(yùn)行后，一直能正常工作未出現(xiàn)電氣控制故障，較好完成了生產(chǎn)任務(wù)。