技术文章

当前页面: 首页 >技术文章 >基于MOOBUS的层绕机控制系统的PLC通讯的实现

基于MOOBUS的层绕机控制系统的PLC通讯的实现

供稿:中国工控网 2016/3/4 14:12:37

0 人气:300

  • 关键词: 测控网络技术 MOOBUS PLC
  • 摘要:测控网络技术的应用为实现生产过程的自动化,提高产品质量和安全生产提供了保障,Modbus​通信协议具有侦错能力强、数据传输量大、实时性好等特点[1>成为目前自控领域使用非常广泛的通讯协议。通过此协议,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中控制和数据共享等。

 

测控网络技术的应用为实现生产过程的自动化,提高产品质量和安全生产提供了保障,Modbus通信协议具有侦错能力强、数据传输量大、实时性好等特点[1>成为目前自控领域使用非常广泛的通讯协议。通过此协议,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中控制和数据共享等。目前国外生产的层绕机自动化程度高,自动排线精确,主动导开放线,层绕质量高,但价格昂贵。国内研制出的层绕机自动排线不够稳定,且需人工干预,大多数为被动导开放线,缠绕质量不稳定,生产效率低,均未采用网络测控。针对储丝机构料位的控制方案以及基于ModbuS协议的层绕机测控系统,采用总线结构并通过网络实时精确控制,较好地解决了焊丝恒张力层绕控制和焊丝主动导开的技术难题,实现了焊丝的层绕线速度升降自适应,自动定长停车等功能,提高了焊丝的层绕精度和设备的成功率,且价格低廉。

1.测控网络的结构和功能

随着各种钎丝制品(如焊丝、电机和变压器绕组等)需求量猛增,迫切需求高精度和自动化程度高的连续生产缠绕设备,提高生产率和产品质量,加快基于全数字交流伺服的高精度缠绕技术的研究迫在眉睫。

1.1 测控网络的总体结构

基于M odbus协议的层绕机测控系统总体结构如图1所示,包括中央控制单元、收线测控单元、张力测控单元、导开测控单元、直线行走单元和人机交互系统。


中央控制单元PLC:对各单元所传来的数据进行处理,控制各单元的执行动作。 收线测控单元:利用编码器测出主轴电机速度,由PLC控制收线变频给定值。 张力测控单元:通过监测浮动辊所处位置即料位反映焊丝张力的变化情况,将料位分成9个状态,采用模糊控制对料位跟踪调整,使浮动辊处于最佳位置。 导开测控单元:根据张力变化对导开电机进行控制,实现主动导开功能。 直线行走单元:采用台达伺服电机作为执行机构,保持焊丝缠绕角度。 人机交互系统:采用台达触摸屏对各种生产参数进行设置以及监测系统运行状况,发生故障作报警提示,RS一232接口连接方式。

2.通信系统介绍

Mobdus通讯协议广泛应用于工业控制领域,协议结构简单通用,大部分工控系统都支持这种协议。ModbuS标准定义了051模型第7层上的应用层报文传输协议,它还将串行链路上的协议标准化,以便在一个主节点和多个从节点之间进行查询和应答。Modbus串行链路协议是一个主/从协议,该协议位于051模型的第二层。位于051第7层的MOdbus应用协议定义了简单的独立于其下面通信层的协议数据单元(PDU),RS一485总线网络的Modbus协议映射在发起ModbuS事务处理的主节点构造Modbus PDU,然后添加附加域构造Modbus串行链路通信PDU。Modbus通信总是由主节点发起,主节点向从节点发出查询命令并处理响应,从节点在没有收到主节点的请求时并不主动发送数据,也不与其它子节点互相通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。

2.1 协议格式

Mdobus协议定义两种串行传输模式:RTU模式和ASCl模式,规定了报文域信息位(bits)在线路上串行传送方式,确定了数据信息如何形成报文和报文如何解码。本系统采用RTU模式。在消息中的每个SBit字节包含两个4Bit的十六进制字符,见表1。这种方式的主要优点是:在同样的波特率下,可比ASCll方式传送更多的数据[2>

2.2 检查码(CRC)

主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CRC域附加在消息的最后,添加时先是低字节然后是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的最后一个字节。错误校验采用CRC一16校验方法图。

CRC 校验码计算如下:

2.3.1 人机交互系统

2.3.1.1 主画面

(1) 在操作面板上设有一个“重量CLR清零”按钮,此按钮按下,则已缠绕焊丝重量清零;如果保持按下35以上,则累计重量清零(延时功能由PLC实现)。

(2)在主 画面上设有“预置重量、焊丝线径、已绕重量及累计重量”等数据。

(3)设有 “用户参数”(见表4)、“工艺参数”和“机械参数”三个子画面切换按钮。

2.3.1.2 分画面

(1) 机械参数:设置排线中心角输人,排线滞后角输人。

(2) 导开变频器给定频率补偿设定:可设置高料位导开频率补偿值、中高料位导开频率补偿、中低料位导开频率补偿值和低料位导开频率补偿值等。

(3) 角度传感器报警和断丝报警停车。

(4) 焊丝比重设定。

2.3.2 变频器

变频器选用台达VFD一B系列,收线和导开电机各有一台变频器驱动,两台变频器与可编程序控制器遵守ModbuS通讯协议。变频器的参数设置见表5。

2.3.3 可编程序控制器

采用台达DVP一SX机型,该机为01点(4DI+ZDO+ZAI+ZAO)特殊主机,内建2位数的七段显示模块,直接对应内部寄存器。扩展模块为DVP06X一H模拟输人/输出混合模块。可编程控制器与变频器建立通讯程序见图2。

主节点访问从节点的程序流程见图3。

3 结束语

测控系统越来越走向分布式、网络化,基于Modbus的网络测控系统在层绕机上已完全实现,主节点与各从节点之间采用了RS一485串行通信总线,使测控网络的连线简洁,信号传输稳定可靠,并采用模糊控制算法取得了良好的张力控制效果,极大提高了缠绕精度和自动化程度。可用企业局域网对测控网络进行管理,通过网关连接到Internet网实现远程测控功能,生产过程控制系统与信息管理系统结合的管控一体化发展,实现企业综合自动化。设备现场运行良好,工作稳定可靠,便于操作,具有广阔的市场前景。

审核编辑(苏强)
更多内容请访问 中国工控网(http://www.gongkong.com)

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般

相关文章

换一换
  • 暂无记录!

历史浏览记录

    登录注册可查看更多历史记录