基于現場(chǎng)總線(xiàn)控制的變頻器在干法造紙生產(chǎn)系統中的應用
網(wǎng)絡(luò )硬件連接好后,就可以利用設備網(wǎng)RS-232-C的PC接口適配人器(1770-KFD)或設備網(wǎng)PC卡(1784-PCD)來(lái)實(shí)現PC機與PLC的設備網(wǎng)掃描器的通訊.
DeviceNet的管理軟件RS Networx for DeviceNet 是基于Windows平臺的軟件,利用它可以組態(tài)設備網(wǎng)并進(jìn)行項目管理和網(wǎng)絡(luò )故障診斷等。它支持A-B及第三方設備組態(tài)電子數據表(EDS)。
組態(tài)過(guò)程中,首先應組態(tài)掃描器,設置掃描器與PLC之間的I/O地址界面,建立掃描器與各站適配器之間的通訊。組態(tài)網(wǎng)絡(luò )上各個(gè)站時(shí),先要定義各個(gè)站的地址(即站號)。站的地址可以不連續,但要與各站通訊模塊的DIP開(kāi)關(guān)設定相一致。
對于變頻器、軟起動(dòng)器等設備類(lèi)站點(diǎn),我們采用顯式報文(Explicit Message)的形式,分配PLC和各站之間發(fā)送/接收的字長(cháng);定義通訊方式(我們定義為polled 方式,每個(gè)掃描周期);建立變頻器與PLC之間對應的“軟”I/O關(guān)系。再通過(guò)PLC5的編程軟件RSlogix5編制出塊傳送(BTR/BTW)命令,實(shí)現PLC對設備網(wǎng)上工作站I/O信息采集和控制。PLC控制程序就可以根據各站的工作狀態(tài)向各站發(fā)出控制命令,以達到工藝要求。
由于我公司的各PLC都連接到Ethernet上,網(wǎng)上中控制室內有Rsview32監控工作站。各顯示器可顯示出RS view不同工藝區域的監控界面。在中控室既可以控制全廠(chǎng)的設備,也可查看各站點(diǎn)的當前工作狀態(tài),變頻器驅動(dòng)的裝置速度可以連續設定和調節,人機界面非常友好。
通過(guò)DeviceNet設備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò ),一百三十余臺變頻器分布在兩個(gè)馬達控制中心(MCC)室,這就實(shí)現了對變頻器和電動(dòng)機的集中控制,統一管理。( 如圖2所示:MCC 室內DeviceNet變頻器網(wǎng)絡(luò )一角 注:圖中黃色電纜是網(wǎng)絡(luò )通訊纜)
5.變頻器的應用。
設備網(wǎng)上的驅動(dòng)設備根據工藝要求和特點(diǎn),全部采用了A-B公司的變頻器,尤其大多數是1336系列變頻器。下面針對不同的功能和應用做進(jìn)一步的介紹。
1).1336 PLUS II變頻器:
1336 PLUS II 變頻器是一種無(wú)傳感器矢量控制變頻器。它具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
?在全速范圍內,實(shí)現精確轉矩的無(wú)速度傳感器矢量控制。
?非同一般的靈活性,易于設定和操作;
?應用了最新的IGBT電源技術(shù);
?采用了精密的控制算法以提供平滑的性能,在任何速度下都具有很強的轉矩以及安靜地運行。
?具有可編程的飛速啟動(dòng)特性。
以上特性和變頻器的特點(diǎn)決定它們尤其適用于干法造紙的生產(chǎn)系統:
物料的輸送多為風(fēng)機類(lèi)負載和真空吸入等。利用此類(lèi)變頻器不但實(shí)現了生產(chǎn)連續調節,更重要的是實(shí)現了精確可靠的控制。風(fēng)機類(lèi)負載利用捕捉再啟動(dòng)特性,能夠識別電動(dòng)機的方向和速度使電動(dòng)機平滑加速,延長(cháng)設備使用壽命。
皮帶橫向清潔系統等場(chǎng)合,需要電動(dòng)機往復運行,頻繁起停,利用變頻器實(shí)現了平滑啟動(dòng)與停機,定位準確,可以減少對設備的沖擊。
加溫,加濕的空氣調節系統和除塵系統以泵類(lèi)負載為主,利用此類(lèi)變頻器很容易實(shí)現生產(chǎn)環(huán)境的恒溫,恒濕。
所有1336 PLUS II變頻器都利用Adapter 1掃描口通過(guò)1203-GM5通訊模塊與PLC 掃描器模塊形成DeviceNet設備網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)。變頻器的所有控制(啟動(dòng),停止,加速,減速等)和反饋(變頻器的工作狀態(tài))都通過(guò)設備網(wǎng)的控制字和狀態(tài)字來(lái)實(shí)現。利用設備網(wǎng)通訊模塊硬件設定的Data link A-D與變頻器參數的Data In/Out A-D對應, 由變頻器設定哪些參數與其連接 ,從而實(shí)現PLC對這些參數的讀寫(xiě); 將變頻器的常用監控參數 ,如加減速時(shí)間、多個(gè)預置頻率、實(shí)際輸出電流電壓、故障代碼等參數設定到Data In/Out上 ,通過(guò)映射方式 ,PLC對變頻器就可實(shí)現一般功能的監控。這樣,不但節省了大量的電纜和布線(xiàn)工作,也極大提高了可靠性,大大降低了故障率。
通過(guò)變頻器參數設置,通訊模塊的設置以及PLC RSlogix和 RSview32人機界面編程實(shí)現了操作人員在控制室內就可完成啟動(dòng)/停止加速/減速,監控和反饋速度和電流等手段。同時(shí)對該類(lèi)變頻器,我們全部安裝了1336-L4的邏輯界面控制卡,將該卡TB3上的20#21#端子短接。將電動(dòng)機的熱保電阻和現場(chǎng)安全開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)200毫安熔斷器連接到使能信號(TB3,29#30#)。不但有效實(shí)現了對電動(dòng)機和變頻器的保護,同時(shí)極大提高了維護人員的安全保護(只要拉下開(kāi)關(guān)并上鎖,不但起到隔離作用,聯(lián)鎖信號也會(huì )確保開(kāi)關(guān)上口絕對安全,變頻器沒(méi)有“使能”,限制輸出)電氣控制原理圖如圖3所示。
由于所有的此類(lèi)變頻器都采用了相同的控制原理和模式,因此不同的控制區域可以使用相同的電器原理圖,參數的設置和接線(xiàn)方法也完全相同。僅僅體現在設備編號不同和電動(dòng)機與變頻器的功率,加/減速時(shí)間,電機額定參數設定不同,因此只要掌握了一張原理圖就可以對幾十臺同樣設備進(jìn)行維護和診斷,十分方便和快捷。
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