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PROFIBUS—DP現場(chǎng)總線(xiàn)在熄焦車(chē)控制系統中的應用
作者：
時(shí)間：2013-05-13
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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（2）ET200M分布式I/O從站
由于大量I，O設備分布在現場(chǎng)，且距主站較遠，直接連接非常不方便，系統配置了ET200M模塊來(lái)解決上述問(wèn)題。安裝在現場(chǎng)的ET200M分布式I／O站最大限度地降低了信號傳輸電纜的數量，有效地簡(jiǎn)化了現場(chǎng)布線(xiàn)復雜性。
3．3網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)
本系統現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )采用屏蔽雙絞線(xiàn)連接，抗干擾能力強且造價(jià)低廉。網(wǎng)絡(luò )的接口為基于雙絞線(xiàn)的ETARS485協(xié)議接口，通訊方式采用收發(fā)輪流進(jìn)行的半雙工方式。其發(fā)送器和接收器均以差分方式工作，每個(gè)信號用兩根導線(xiàn)傳輸。無(wú)需公用信號，信號電平由兩根導線(xiàn)的差值表示，線(xiàn)問(wèn)及外界干擾大大削弱，具有高的抗共模干擾能力，保證了網(wǎng)絡(luò )傳輸可靠。
4系統控制軟件
控制軟件結構如圖2所示。
4．1系統控制軟件的結構化編程方式
系統控制軟件的編制用SATICS7-30o語(yǔ)言完成，采用結構化編程方式編制。即將系統復雜的自動(dòng)控制任務(wù)分解成為能夠反映系統工藝，功能的若干子任務(wù)，即分解為初始化任務(wù)，電機車(chē)1靜電機變頻器控制任務(wù)、電機車(chē)電機變頻器控制任務(wù)，車(chē)載旋轉焦罐變頻器控制任務(wù)、系統通訊任務(wù)，再分別對各子任務(wù)編制相應的控制程序模塊如圖2所示，最后創(chuàng )建組織塊OB1，形成?？旎Y構程序。
在程序運行時(shí)，PLC連續循環(huán)執行組織塊OB1，在OB1中調用相應的程序塊，在其下載到CPU后，PLC就循環(huán)掃描執行這些程序。
4．2系統自動(dòng)定位停車(chē)控制算法
系統中的熄焦車(chē)和車(chē)載旋轉焦罐設備均有自動(dòng)定位停車(chē)的控制要求。本課題組采用最優(yōu)控制思想并結合系統各種約束條件設計出設備的優(yōu)化運行模型。每一運行周期，PLC控制器依據優(yōu)化運行模型計算出該次定位停車(chē)過(guò)程控制指令的期望值，并通過(guò)對設備運行過(guò)程中實(shí)際速度和距目標位距離等現場(chǎng)參數的分析，給出控制指令的修正值，控制器最終輸出到傳動(dòng)系統的控制指令為Uo-Ur=△U。
該算法能有效提高定位精度，且簡(jiǎn)單、適應性強。
4．3系統數據通訊
系統的現場(chǎng)設備與PLC之問(wèn)通過(guò)PROFmUS-DP總線(xiàn)可以完成數據的讀寫(xiě)和過(guò)程數據的傳輸，如控制字，狀態(tài)字，給定值和實(shí)際值等。
本系統主站核心模塊CPU315-2DP具有PR0FmUS-DP接口，無(wú)需另外的通訊接口單元。借助于CBP2通訊接口板，變頻器通過(guò)PR0FmUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)與SATICS7-30o可編程控制器連接。在編程軟件STEP7中完成硬件網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，為變頻器分配網(wǎng)絡(luò )地址。該地址必須與變頻器CBP2板中設置的相同，在PLC程序組織塊OBI中選用SFC14“DPRD—DAT”，SFC15“DPWB_DAT”系統功能塊向變頻器的CBP2模塊讀取，發(fā)送數據。
以電機車(chē)1#變頻器為例，如圖3所示，其控制字單元FO地址從W靜1礎100（n）到W靜1礎10B（H），因此可進(jìn)行12個(gè)字節的讀取，寫(xiě)入調用系統功能塊SFC15，可把PLC應用程序“1#行走數據”塊中從DB11．DBX0．0開(kāi)始的12個(gè)字節的內容寫(xiě)入1#變頻器的控制存儲單元，包括初始化控制字，運行方向控制字、當前速度給定控制字、變頻器使能控制字等，控制變頻器運行。調用系統功能塊SFC14，可把1#變頻器的電機轉速實(shí)際值等狀態(tài)字讀入“1#行走數據”塊從DBII．DBX12．0開(kāi)始的12個(gè)字節的單元中。
5結束語(yǔ)
本控制系統應用PROFmUS-DP總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現分布式控制，使現場(chǎng)布線(xiàn)的復雜性有效簡(jiǎn)化，不僅節省大量電纜及敷設費用，而且調試維護簡(jiǎn)單方便，大大提高了系統的實(shí)用性、可靠性和開(kāi)放性，充分體現了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)越性。系統目前已投入試運行，工程實(shí)踐證明，達到了預期的控制要求，控制精度高，運行穩定，抗干擾能力強。
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