以太网实现锡槽调功器远程控制

1 概述

　　晶闸管交流调功器采用过零触发电路、周波数控制方式，输出0～100％可调节的波形呈正弦波群的电压和电流，使负载从电源吸取功率的平均值连续平滑可调。调功器避免了相位控制时缺角正弦波产生的无线电射频干扰，使晶闸管触发导通时的瞬态浪涌电流大为减小。它用于以镍铬或铁镍铝等电阻材料为发热元件的电加热器的温度自动控制，它控制电加热器与PID温度调节仪或计算机、温度传感器和电加热器组成闭环温回路，控制精度可达±0.5％ ～l％。

　　我公司的锡槽调功器机柜与锡槽控制室不在同一楼层，现场操作起来不方便，原有的远程控制系统是使用手操器控制，而且不能做到每台调功器单独控制，只能分区段控制，无法实现对锡槽温度的准确控制，影响了工作效率。2008年生产线冷修期间，对其进行了改造，使用西门子S7-300 PLC、德国Hilscher的netLINK转换器和工控机．通过组态软件与PLC之间进行以太网数据通讯，实现了以太网通讯，并可实现远程诊断。晶闸管交流调功器基本原理框图如图1。

 
图1 调功器基本原理框图

 　　图1中点画线部分为调功器。快速熔断器FU、反并联晶闸管VT、电流互感器TA等组成调功器主电路。零脉冲电路(1)、导通比电路(2)、过流截止电路(3)、 “坝”氡门电路(4)和脉冲变压器
(5)组成晶闸管控制电路。负载RI ，温度传感器BST及PID调节器通过外控开关S与调功器组成闭环控制，可自动调节电路温度。

2 赫优讯netLINK转换器简介

 　　随着以太网技术在自动化领域中的广泛应用，把现场总线设备连接到以太网显得十分必要。网关设备使用了片上系统（SOC）技术，可以用它来实现上述功能。赫优讯的netLINK转换器具有MPI接口和10/100 MBit/s以太网接口，是连接PC与PLC的紧凑型以太网网关。它固定在DSub连接器外壳中。能够直接与设备的MPI插头连接，通过以太网电缆，再连接到交换机、Hub或PC上。供电电源是直接由MPI插头提供。

3 锡槽调功器远程控制系统组成

3.1 硬件系统

硬件系统由S7-300 CPU315-2DP PLC 1套、Hilscher MPI转以太网通讯模块1个、以太网交换
机1台、工控机1台组成。

3.2 软件系统

软件系统主要包括组态王KINGVIEW 6.52、Step7 5．4西门子编程软件、SyCon现场总线组态软
件、IBHLINK S7驱动等。

4 锡槽调功器远程控制系统的网络结构

　　调功器远程控制系统的网络结构见图2。

 
图2 调功器远程控制系统的网络结构

　　设置西门子软件STEP 7， 选择菜单栏上“Options”的“Set PG/PC Interface”命令，打开如下对话框，选择IBHNET(MPI)，见图3。

图3 设置界面

　　设置赫优讯netLINK转换器的IP地址，工控机的IP地址设为192.168.1.11，见图4。

 
图4 IP地址界面

5 锡槽调功器远程控制系统

　　我公司现使用定周期过零触发调功方式的锡槽调功器，定周期过零触发方式是调整可控硅导通和关断时间的占空比例，从而控制负载得到的平均功率大小，是目前最先进的感性负载电加热功率控制方式。现在组建的调功器远程控制系统以S7-300，315-2DP为控制核心，通过以太网网络与工控机连接作为远程控制的终端，每台调功器配备现场启停与调节占空比电位器，实现了本地、远程两地控制。

5.1 远程控制系统PLC的输入点

    I0.0 控制方式
    I0.1 触发反馈信号
    M0.0 开信号
    M0.1 关信号
    M0.2 快熔保险断信号
    M0.3 报警复位信号

5.2 远程控制系统PLC的输出点

　　QO.0脉冲输出(占空比)锡槽控制室内的操作人员在工控机上直接输入占空比的数值、启动和停止等操作，通过以太网将数据传送到PLC，经由PLC程序处理后，输出占空比脉冲到调功器控制板，触发可控硅，实现调功器的远程控制。若M0.0开信号触发而可控硅在3s内没有触发成功， 控制回路断开，PLC停止发送占空比脉冲，并发出报警信号，监控画面上该调功器报警灯闪烁。点击“报警窗口”进入报警记录画面，可以查看到详细的报警信息， 报警信息保存在ACCESS内，实现远程诊断。因此，通过远程控制系统，在工控机上可以监控到各台调功器的工作状态、实时占空比、记录报警信息并保存。控制系统界面见图5。

 
图5 一线调功器控制系统界面

6 结语

　　我公司锡槽控制系统的成功改造说明，通过组态软件与PLC之间进行以太网数据通讯，可以实现锡槽调功器的准确的远程控制，对老厂锡槽调功控制系统改造有一定的参考意义。

参考文献

　　[1] 崔坚．西门子工业网络通信指南：上册【M】．机械工业出版社．2005．
　　[2] 崔坚．西门子T业网络通信指南：下册【M】．机械工业出版社．2005．
　　[3] 吉顺平. 西门子PLC与工业网络技术【M】．机械工业出版社．
　　[4] 组态王KINGVIEw6.52使用手册．
　　[5] 赫优讯netLINK紧凑型以太网网关产品说明．