Profibus-DP在切紙機控制系統上的應用

　　當今，Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)越來(lái)越廣泛地運用于造紙機配套設備的電氣控制上。由于Pmfibus-DP控制技術(shù)的引入，極大地增強了整個(gè)控制系統的可靠性、可維護性，提高了系統的響應速度、控制精度利系統信息的整合能力。我公司在2004年年初引進(jìn)的一臺臺灣川佳公司最大車(chē)速300m/min，切紙寬度1400mm半同步旋卷向板紙切紙機，其控制系統就運用了Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)。

1 控制系統結構圖

　　該切紙機的控制系統主要由西門(mén)子公司S7-300控制器，西門(mén)子公司的變頻器、運動(dòng)變頻器，以及西門(mén)子公司的TP-170B觸摸屏Profibus-DP網(wǎng)絡(luò )組成。示意圖如下：

　　在切紙機的通訊總線(xiàn)上S7—313C-2DP作為主機，MasterDriverVC、MasterDriverMC變頻器利人機界面TP-170B作為從機。其主站S7-313C-2DP系列PLC控制器是兩門(mén)子公司的中小型PLC系統，模塊化的設計以及各種通用、專(zhuān)用模塊使系統配置變得簡(jiǎn)單，通過(guò)STEP7編程可以實(shí)現生產(chǎn)上所需的各種要求，應用十分方便。MasterDriverVC、MC變頻器是矢量控制和運動(dòng)控制的專(zhuān)用變頻器，具有良好的控制性能利控制品質(zhì)，能定義控制上所需要的各種參數利組態(tài)各種控制規律，加上CB通訊板(PROFIBUS通訊模板)能和PLC-300控制器進(jìn)行良好的通訊利數據交換，并將主機控制命令準確地發(fā)送MasterDriverVC、MasterDriverMC，使之按預定的運行曲線(xiàn)工作。TP-170B是兩門(mén)子公司的小型觸摸屏式人機界面，通過(guò)PROTOOL組態(tài)軟件十分方便的生成各種控制畫(huà)面和所需的過(guò)控制按鈕，界面生動(dòng)友好。

　　川佳切紙機通訊采用PROFIBUS—DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，在總線(xiàn)數據信息的傳輸過(guò)程中，兩門(mén)子的S7-313C-2DP控制器作為主站，用以控制總線(xiàn)上的數據傳輸，可與人機界面利變頻器直接交換信息，負責讀取懸掛在總線(xiàn)上的所有分布式I/O模塊的變頻器狀態(tài)字(包括數字量和模擬量)，同時(shí)進(jìn)行變頻器控制字(數字量)的傳送。TPI70B作為從站，則必須通過(guò)S7-313C-2DP主機控制各變頻器利其它控制元件的工作，主要用于生產(chǎn)過(guò)程的操作和監視。

2 控制系統數據通訊的實(shí)現

　　在變頻器現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的建立過(guò)程中，首先要完成總線(xiàn)上所掛硬件裝置的網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，這可在編程軟件STEP7中實(shí)現。由編程軟件為每個(gè)傳動(dòng)變頻器分配網(wǎng)絡(luò )地址，而且該網(wǎng)絡(luò )地址必須與傳動(dòng)變頻器中CB板中設置地址相同。同時(shí)在軟件的編程過(guò)程中，必須給PLC-300分配傳送和控制的數據字地址，然后在組織塊OB中選用SFCI4“DPRDDAT”，SFCI5“DPWRDAT”系統功能塊向變頻器的CB模塊接受/發(fā)送過(guò)程數據。

　　由于采用的ROFIBUS-DP通訊協(xié)議的信息分為協(xié)議頭、用戶(hù)數據利協(xié)議尾。用戶(hù)數據結構被指定為參數過(guò)程數據對象(PPO)，有的用戶(hù)數據帶有參數過(guò)科數據區域，有的用戶(hù)數據僅由過(guò)程數據組成。變頻傳動(dòng)總共定義了5種PPO類(lèi)型，該機選PPO型5。參數值PKW是變頻器運行要定義的一些功能碼，如最大頻率、基本頻率、加/減速時(shí)間等，過(guò)程數據PZD姆傳輸控制字利設定值(主一變頻器)或狀態(tài)字利實(shí)際值(變頻器一主)等輸入/輸出的數據值。

　　變頻器與S7-300通訊，必須完成下列變頻器功能碼的設置：P918(PROFIBUS地址)，喂紙、橫刀、低速帶分別設置為4、5、6，設定參數過(guò)程數據對象PPO類(lèi)型P712.1-5，傳送波特率P701=19200bps，控制類(lèi)型、命令源和控制方式的選擇以及控制功能的組成和連接等。同時(shí)還要對傳動(dòng)變頻器進(jìn)行PRoFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò )參數的設置，P554.1(控制字1的第0位，使能)-3100，P565.1(控制字1的第7位，故障復位)=3107，P573.1(控制字1的第14位， 速度升高)=3113，P574.1(控制字1的第15位，速度下降)=3114。P734.1狀態(tài)字1， P734.2速度反饋字2，P734.3電壓反饋字3，P734.4電流反饋字4，P734.5馬達溫度反饋字5，P734.6馬達力矩反饋字6，P734.7狀態(tài)字2，P734.7、P734.8偏籌值反饋字8、9等等。

3 控制軟件的組態(tài)

　　數據通訊：在PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò )建立后，必須對PLC和變頻器的通訊接口模塊初始化，分配各總線(xiàn)地址，總線(xiàn)標準和總線(xiàn)上的波特率，這樣就可以實(shí)現PLC和變頻器以及TP170B人機界面之間的數據交換。定義PROFIBUS-DP上傳送的控制字和狀態(tài)字以及傳送數據。

　　控制畫(huà)面： 在TPI70B上面可以容易地使用PROTOOL軟件根據生產(chǎn)要求設計控制對象的控制畫(huà)面，并能夠適時(shí)地切換控制畫(huà)面。

　　調試過(guò)科畫(huà)面：可以通過(guò)人機界面上顯示的各電機電流、電壓和頻率實(shí)際值來(lái)進(jìn)行變頻器參數的調整。

　　故障報警：人機界面上設計出的報警畫(huà)面可以很方便知道故障方位，十分有利于該設備的維護。

4 結束語(yǔ)

　　這臺川佳切紙機在調試好運行后，一直能正常工作未出現電氣控制故障，較好完成了生產(chǎn)任務(wù)。