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MODBUS通信在铝带纵剪机组中的应用

供稿:HUANGRL 2007/3/21 8:58:00

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一、 概述
铝带纵剪机组是铝板带加工企业重要的精整设备,其作用之一是将铝板带经冷轧机多道次轧制后形成的裂边离线切边重卷,以防止高速轧制过程中的断带;另外为了保证冷轧产品的板型,也需要将宽幅铝卷分切成板面窄些的两个或多个铝卷后再由冷轧机轧制。
现场总线作为现场自动控制装置间进行开放的、数字式的、串行多点通信的数据控制网络,已越来越多的应用于工业自动化系统中。MODBUS用于纵剪机组作为分布式装置间的通信总线取代点对点的连线,为简化系统结构、节约硬件设备、节约连线电缆与各种安装费用创造了条件。同时提高了测量与控制的精确度,提高了系统的抗干扰能力,减少了传送误差,提高了系统的可靠性。
二、 网络组成:
MODBUS口是一种RS232C兼容串行口,利用西门子S7-200PLC的自由口协议及ABB公司的DCS400直流驱动装置上自带的串行口RS232,组成主-从通信网络,可以方便实现PLC与直流驱动间的信息交换。
本系统由西门子可编程序控制器CPU226一台,TP170B触摸屏一台,DCS400直流驱动装置四台(开卷、圆盘剪、张力机、卷取机各一台)组成。系统网络如下图:



S7-200PLC为主站,端口1设置为自由口;直流驱动装置为从站,站地址由直调参数设定;系统采用MODUS协议,机列合闸、启/停、点动、穿带、联动等操作命令及机列速度基准、转矩基准等由PLC生成并发送给驱动装置,PLC查询驱动装置的状态字、实际转速、电枢电流、励磁电流等信息,一方面输出至触摸屏进行显示,另方面,根据这些信息计算出开卷、收卷卷径、开卷转矩、卷取速度等,使机列能够高速、恒张力运行。TP170作为工艺参数设定、显示的人机界面直接与PLC交换信息。
三、 MODBUS通信报文结构
ModBus 网络最多可支持247个远程从属控制器,有两种可选的传输模式:ASCⅡ模式和RTU(远程终端设备)模式。RTU模式采用CRC校验(循环冗余校验)。ModBus 通信的报文结构如下图:


注:0038寄存器中存放的数据为十六进制数4124
四、 串口通信的数据交换
控制字、给定速度、转矩限幅等数据可以从PLC写入ABB DCS400,状态字、实际速度、电枢电流等信息可以从DCS400中读出。
图1:通过现场总结通讯控制传动
图1:通过现场总结通讯控制传动

图2:通过现场总线通讯监视传动
图2:通过现场总线通讯监视传动

五、 总结
鉴于目前现场总线协议的混乱,各品牌公司制造的分布式产品通信兼容性差,而各产品一般都带有RS232C串行口的事实,在不同品牌产品间进行系统集成时采用ModBus串口通信,可以在不增加任何通讯适配器的情况下架构现场总线通信系统。本系统自06年4月调试结束后一直稳定运行至今,取得了良好的经济效益。
参考文献:
《DCS400晶闸管变流器直流传动系统 用户手册》 北京ABB电气传动有限公司
《ModBus通信协议》 WWW.Chinakong.net
《电气传动自动化技术手册》 天津电气传动设计研究所编著

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