基于現場(chǎng)總線(xiàn)的PLC控制變頻造紙系統

0 引言

分部傳動(dòng)點(diǎn)共有24個(gè)，電路部分現以驅網(wǎng)輥電路圖為例加以說(shuō)明。為了抑制電網(wǎng)當中的高次諧波在本控制系統中加入進(jìn)線(xiàn)電抗器，它能夠限制電網(wǎng)電上＆突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，有效地抑制諧波，改善變頻器的運行狀況。

1 本設計紙機傳動(dòng)采用交流變頻系統的方案選擇

分部傳動(dòng)點(diǎn)共有24個(gè)，電路部分現以驅網(wǎng)輥電路圖為例加以說(shuō)明。

圖1驅網(wǎng)輥電路圖

為了抑制電網(wǎng)當中的高次諧波在本控制系統中加入進(jìn)線(xiàn)電抗器，它能夠限制電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，有效地抑制諧波，改善變頻器的運行狀況。

2 本設計的實(shí)際控制系統

圖2控制系統拓撲

3 PLC與變頻器的通訊組態(tài)實(shí)現

3.1 PLC與變頻器的通訊

為了對電機進(jìn)行負載分配控制，PLC中的負載控制器要隨時(shí)從變頻器中讀取每臺電機的實(shí)際力矩、轉矩電流、編碼器反饋的轉速，同時(shí)要將總的速度給定值寫(xiě)入變頻器，對電機進(jìn)行負載控制和矢量控制。兇此，正確實(shí)現PLC與變頻器之間的信息通訊是整個(gè)負載分配控制的關(guān)鍵。PLC采用了SIEMENS的S7-300系列，變頻器采用SIEI矢量變頻器，它們之間采用PROFIBUS—DP總線(xiàn)進(jìn)行通訊。在主站與從站之間，PROFIBUS根據令牌傳遞過(guò)程T作，即在一個(gè)邏輯環(huán)中，主站成為一個(gè)確定時(shí)間窗口的令牌保持著(zhù)，在這個(gè)時(shí)間窗口內，擁有令牌的主站能夠與其他主站通訊。同時(shí)它使用一個(gè)較低的主．從過(guò)程，實(shí)現與從站通訊。這里采用的PROFIBuS．DP總線(xiàn)方式，允許在PLC和傳動(dòng)裝置之問(wèn)進(jìn)行快速的數據交換。對傳動(dòng)裝置的存取總是按照主．從方式進(jìn)行的，傳動(dòng)裝置總是從站，且每個(gè)從站本身都有明確的地址。

本系統通過(guò)SIMATIC Manager STEP7軟件實(shí)現網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，在該系統中上位機、PLC屬于第一類(lèi)主站(DPMl)，主要完成總線(xiàn)通信控制和管理。操作屏屬于第二類(lèi)主站，主要完成各站點(diǎn)的數據讀寫(xiě)、系統配置、故障診斷等。操作屏用SIEMENS的ProTool軟件設計，上位機采用SIEMENS的WINCC監控組態(tài)軟件設計，實(shí)現上位機對整機系統的實(shí)時(shí)監控。上位機與PLC之間采用通用MPI電纜通訊。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )采用RS485傳輸技術(shù)，使用專(zhuān)用屏蔽雙絞線(xiàn)。PLC與操作屏間通過(guò)數據影像實(shí)現實(shí)時(shí)通訊。主站與從站間采用循環(huán)查詢(xún)方式，完成對變頻器的讀寫(xiě)操作。

3.2 PLC組態(tài)

在組態(tài)表中，STEP7自動(dòng)給每個(gè)模塊分配～個(gè)地址。PLC啟動(dòng)時(shí)，CPU將比較STEP7中創(chuàng )建的預置組態(tài)與設備的實(shí)際組態(tài)，從而可立即識別出它們之間的任何差異，并報告。

3.3 控制系統的軟件設計

程序模塊化結構設計，各種功能以子程序結構適時(shí)調用實(shí)現；程序采用循環(huán)掃描方式對速度鏈上的傳動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行處理，提高程序執行效率：程序設計通用性強，并具有必要的保護功能和一定的智能性；人機界面友好、方便操作。

圖3主程序流程圖

速度鏈控制由PLC內部軟件來(lái)實(shí)現，用前級PLC通過(guò)PROFIBUS通訊協(xié)議完成，如圖4適用于大型紙機，除有速度鏈功能外，尚有顯示監控功能。