工控网首页
>

应用设计

>

PROFIBUS—DP在轧钢电控中的应用

PROFIBUS—DP在轧钢电控中的应用

2006/7/25 9:15:00
广东韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)炼轧厂对轧线电控系统进行升级改造,在原有电控系统中,直流传动采用模拟量调节系统,控制系统为SIEMENS公司S5系列PLC,控制系统与传动系统间的信息交换采用点对点I/O实现,经改造后的传动系统采用SIEMENS6RA70全数字直流调速装置,控制系统采用GEFanuc90系列PLC,两者间的信息交换采用PROFIBUS-DP通信网实现。 PROFIBUS根据不同的控制要求有多种系列,其中PROFIBUS-DP可实现高速传输,适用于分散的外部设备和自控设备之间的高速数据传输,用于连接PROFIBUS-PA和加工自动化。采用RS485通信标准,传输速率从9.6Kbit/s到12Mbit/s,传输距离100~1200m(与传输速率有关)。物理介质通常采用双绞屏蔽电缆,总线接头采用9针D型插头接线,方便简单、容易扩展。其数据链路协议是主从方式的令牌传递,主站与从站之间以主从方式通信,各主站之间由令牌协议决定总线数据发送权。具有反应速度快,抗干扰能力强等优点。 棒材生产线的设备流程及控制特点 1.主轧线工艺简介 韶钢炼轧厂棒材生产线设计年生产能力为100万t,可实行双切分、三切分轧制,产品规格为Φ12~40mm范围内的圆钢和螺纹钢。 主要的工艺设备有:主轧机(18架)、飞剪(3台)、冷剪、冷床、冷床辊道等。工艺流程见图1所示。
图1图1 主轧线工艺流程
2.技术特点 在韶钢炼轧厂棒材线原电控系统中,直流传动采用模拟量调节系统,控制系统为SIEMENS公司S5系列PLC,控制系统与传动系统间的信息交换采用点对点I/O实现。由于受信息交换量的限制,缺乏对系统的全面监控和诊断功能,造成系统维护不便,增加了故障处理时间,也降低了生产线的作业率。 改造以后,1#~18#轧机传动系统采用SI—EMENS6RA70全数字直流调速装置,夹送辊传动系统采用SIEMENSMM440全数字交流变频装置,它们通过PROFIBUS网实现与GEFanuc90-70PLC的通信,采用网络数字速度给定和脉冲编码器速度反馈,构成全数字传动系统。该系统具有如下特点: 1)交直流传动装置通过CBP通信板与PROFIBUS-DP现场总线连网,大大减少了电缆使用量,降低了建设成本,还为系统提供了更大的灵活性和扩展性。 2)根据轧材精度要求高的特点,各传动点上采用了旋转编码器测速方式,以提高速度控制精度。 3)通过中央控制单元PLC将所有传动点连接在PROFIBUS现场总线上,通过DP高速总线,一方面迅速响应操作员发出的操作指令,另一方面与传动设备进行高速数据通信,以便PLC根据传送上来的电动机电流、电压的实际大小及时作出必要的处理。 4)为保证传动系统的整体稳定性和可靠性,1#~3#飞剪未挂接主轧线PROFIBUS-DP现场总线网。 控制系统的组成及共配置 1.现场设备层硬件配置 系统控制分以下三个部分,硬件设备层如图2所示。
1)控制核心。GEFaunc90—70PLC(CPU935带浮点运算)构成PROFIBUS—DP网的主站,完成系统控制。 2)传动系统。1#~18#机架以及1#~3#飞剪采用SIEMENS6RA70全数字直流调速装置,夹送辊采用SIEMENSMM440全数字交流变频装置,构成PROFIBUS-DP网的从站,完成主轧线轧钢控制。 3)监控站。研华IPC—610P/PCA-6186LV工控机,采用GEFaunc公司的HMI-CIMIPLICITY软件平台,具备全线设备监控、参数设定、轧件跟踪、故障诊断、模拟轧制、趋势分析等多项功能。 2.现场设备的软件构成 根据上述硬件结构,整个生产控制软件分为工控机软件和PLC软件两部分,在工控机预装Windows2000操作系统,运行GEFaunc公司的HMI-CIMIPLICITY软件,通过其组态完成工控机与PLC的链接。 PRCFlBUS-DP现场总线的通信 PROHBUS-DP是以令牌传递方式工作的总线,即在一个逻辑环中,主站成为一个确定时间窗口的令牌保持者,在这个时间窗口内,拥有令牌的主站能与其他从站通信。PROHBUS-DP主要使用主从方式,通过整流调速装置以及变频器配备的CBP通信板,周期性地与从站进行数据交换,传动装置作为从站有惟一明确的站地址。 传动装置的CBP通信板定义了可用数据的结构,可用数据被划分为2个区域(PZD和PKW),它们以各自报文进行数据传送。过程数据区PZD定义控制字和设定值(任务:主站到传动装置)或状态信息和实际值(响应:传动装置到主站),参数区PKW读出故障和一个参数的特征信息(如轧机的基速和最大转速)。 PLC通过访问报文PKW部分,可以观察和更改传动装置任意参数,通过访问报文PZD,实现控制字和设定值或状态字和实际值的传输。为了保证信息的对应性,PLC在编程时对相应的寄存器要进行字节交换,而传动设备在向网络发送数据之前要对其数据进行加工。因此PLC要对传送上来的速度、电压等变量进行量纲变换后才能使用。 1.6RA70直流调速装置网络通信字内容设定 (1)CBP通信板设定 通信板CBP是小板,附着在6RA70的ADB板上,PC机需要数据文件SIEM8045.GSD。 通信站号地址设定,PLC对应相同站号地址。 (2)PLC到传动的通信设定 Wordl-4作为PKW参数使用,无意义;Word5控制字P648.02=3001(K3001);Word6速度给定P644.02=3002(K3002);WOrd7~Word8,Word10=0不用;1~14#机架:Word9第0位为“1”励磁反向控制。 (3)传动到PLC的通信设定 Word1~4作为PKW参数使用,无意义;Word 5状态字1;Word6当前故障码;Word7传动的速度反馈;Word8传动的实际电流反馈;Word9传动的实际转矩反馈;Word210传动的数字输入。 2.MM440变频装置网络通信字内容设定 该装置完成对出炉侧(粗轧前)夹送辊的传动任务,也附带一块CBP通信板。站号地址设定P918-21(传动D21)。 上位机PROFIBUS网配置文件装载Siem08b5.gsd文件,通信字类型:OPKW+4PZD(只需4个通信寄存器)。
投诉建议

提交

查看更多评论
其他资讯

查看更多

智光节能内蒙古阿拉善左旗瀛海建材余热发电机组首次启动成功

智光电气台州电厂给水泵系统节能改造项目成功投运

智光节能荣登2014年度全国节能服务公司百强榜第五位

索引程序编程凸轮表

奥越信300系列PLC手册