0 引言
分部傳動(dòng)點(diǎn)共有24個(gè),電路部分現(xiàn)以驅(qū)網(wǎng)輥電路圖為例加以說明。為了抑制電網(wǎng)當(dāng)中的高次諧波在本控制系統(tǒng)中加入進(jìn)線電抗器,它能夠限制電網(wǎng)電上&突變和操作過電壓引起的電流沖擊,有效地抑制諧波,改善變頻器的運(yùn)行狀況。
1 本設(shè)計(jì)紙機(jī)傳動(dòng)采用交流變頻系統(tǒng)的方案選擇
分部傳動(dòng)點(diǎn)共有24個(gè),電路部分現(xiàn)以驅(qū)網(wǎng)輥電路圖為例加以說明。
圖1驅(qū)網(wǎng)輥電路圖
為了抑制電網(wǎng)當(dāng)中的高次諧波在本控制系統(tǒng)中加入進(jìn)線電抗器,它能夠限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,有效地抑制諧波,改善變頻器的運(yùn)行狀況。
2 本設(shè)計(jì)的實(shí)際控制系統(tǒng)
圖2控制系統(tǒng)拓?fù)?/p>
3 PLC與變頻器的通訊組態(tài)實(shí)現(xiàn)
3.1 PLC與變頻器的通訊
為了對(duì)電機(jī)進(jìn)行負(fù)載分配控制,PLC中的負(fù)載控制器要隨時(shí)從變頻器中讀取每臺(tái)電機(jī)的實(shí)際力矩、轉(zhuǎn)矩電流、編碼器反饋的轉(zhuǎn)速,同時(shí)要將總的速度給定值寫入變頻器,對(duì)電機(jī)進(jìn)行負(fù)載控制和矢量控制。兇此,正確實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器之間的信息通訊是整個(gè)負(fù)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總線進(jìn)行通訊。在主站與從站之間,PROFIBUS根據(jù)令牌傳遞過程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,在這個(gè)時(shí)間窗口內(nèi),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.從過程,實(shí)現(xiàn)與從站通訊。這里采用的PROFIBuS.DP總線方式,允許在PLC和傳動(dòng)裝置之問進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交換。對(duì)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(tǒng)通過SIMATIC Manager STEP7軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組態(tài),在該系統(tǒng)中上位機(jī)、PLC屬于第一類主站(DPMl),主要完成總線通信控制和管理。操作屏屬于第二類主站,主要完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。操作屏用SIEMENS的ProTool軟件設(shè)計(jì),上位機(jī)采用SIEMENS的WINCC監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)整機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。上位機(jī)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),使用專用屏蔽雙絞線。PLC與操作屏間通過數(shù)據(jù)影像實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊。主站與從站間采用循環(huán)查詢方式,完成對(duì)變頻器的讀寫操作。
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(yù)置組態(tài)與設(shè)備的實(shí)際組態(tài),從而可立即識(shí)別出它們之間的任何差異,并報(bào)告。
3.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
程序模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),各種功能以子程序結(jié)構(gòu)適時(shí)調(diào)用實(shí)現(xiàn);程序采用循環(huán)掃描方式對(duì)速度鏈上的傳動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行處理,提高程序執(zhí)行效率:程序設(shè)計(jì)通用性強(qiáng),并具有必要的保護(hù)功能和一定的智能性;人機(jī)界面友好、方便操作。
圖3主程序流程圖
3.3.1 基于PLC、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通訊控制的速度鏈
速度鏈控制由PLC內(nèi)部軟件來實(shí)現(xiàn),用前級(jí)PLC通過PROFIBUS通訊協(xié)議完成,如圖4適用于大型紙機(jī),除有速度鏈功能外,尚有顯示監(jiān)控功能。
圖4 PLC控制速度鏈?zhǔn)疽鈭D
速度鏈程序流程結(jié)構(gòu)圖如圖5
圖5速度鏈程序流程結(jié)構(gòu)圖
3.3.2 張力軟件的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用直接張力控制,利用軟件程序內(nèi)整定達(dá)到恒張力控制的目的,如圖6。張力控制模塊退出的條件為相關(guān)部位檢測(cè)到斷紙信號(hào)或手動(dòng)退出按鈕被按下。
圖6張力控制調(diào)節(jié)程序示意圖
3.3.3 通過PLC程序來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配功能
存在負(fù)荷分配傳動(dòng),需采用速度、轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)控制,以達(dá)到負(fù)荷均衡分配的日的。從動(dòng)變頻器以支速度鏈的方式運(yùn)行,PLC檢測(cè)豐動(dòng)及從動(dòng)變頻器的負(fù)載情況,并實(shí)時(shí)進(jìn)行比較運(yùn)算,做出相應(yīng)PID調(diào)節(jié),對(duì)變頻器的輸出進(jìn)行微量調(diào)整,保證各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的出力特性按設(shè)計(jì)要求均衡穩(wěn)定(±1%),同時(shí)各傳動(dòng)點(diǎn)之間的速差得以準(zhǔn)確校正與之相匹配,從而使整機(jī)達(dá)到高速同步的精確控制;注:驅(qū)網(wǎng)輥、真空伏輥I司時(shí)聯(lián)鎖啟/停和故障聯(lián)鎖保護(hù)停機(jī)。在負(fù)荷分配分配的所有相府回路中采用:
(1)采用通訊速率高的通訊方式,DP通訊有足夠的時(shí)間來處理負(fù)荷分配。
(2)負(fù)荷分配原理如下:
圖7負(fù)荷分配原理簡圖
如圖7,M1為主傳動(dòng),M2為從傳動(dòng)。MI在主速度鏈上,主要是速度環(huán)工作,M2是從傳動(dòng),主要以電流環(huán)為主,但同時(shí)也有速度環(huán)。MI的電流輸入M2變頻器中,作為M2電流的給定,利用AVY300變頻器的CURENT LIMTED功能,進(jìn)行轉(zhuǎn)矩電流的調(diào)節(jié),使M2電機(jī)的電流總是按照一定的比例進(jìn)行控制,達(dá)到負(fù)荷分配的目的。
(3)負(fù)荷分配的控制設(shè)計(jì)
在紙機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)遇到由幾臺(tái)電機(jī)同時(shí)拖動(dòng)同一個(gè)分部的情況,如紙機(jī)壓榨部兩輥壓榨,上下傳動(dòng)輥都有自己的傳動(dòng)電機(jī),通過加壓同步運(yùn)行。類似這樣的多電機(jī)傳動(dòng),只有電機(jī)速度同步并不能滿足實(shí)際系統(tǒng)的工作要求,這時(shí)還要求各傳動(dòng)點(diǎn)電機(jī)負(fù)載率相同,否則會(huì)出現(xiàn)某臺(tái)電機(jī)負(fù)荷大,某臺(tái)電機(jī)負(fù)荷小的情況,會(huì)影響正常抄紙,甚至有可能撕壞毛布或造成斷紙。另外,負(fù)荷分配不平衡可能會(huì)造成某一個(gè)或多個(gè)電機(jī)過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),有時(shí)速度較抉的電機(jī)拖動(dòng)速度較慢的電機(jī),增加了電機(jī)負(fù)荷,影響其使用壽命,所以有必要在每個(gè)分部中的各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)之問實(shí)施負(fù)荷自動(dòng)分配控制功能。
3.4 各分部的程序以驅(qū)網(wǎng)輥為例,梯形圖如圖。
3.4.1 用SFC 14”DPRD—DAT”讀取DP標(biāo)準(zhǔn)從站//PROFINET IO設(shè)備的連續(xù)數(shù)據(jù)。
3.4.2 用SFC 15”DPWR_DAT”向DP標(biāo)準(zhǔn)從站/PROFINETIO設(shè)備寫入連續(xù)數(shù)據(jù)。
需要SFC 15”DPWR_DAT”和用SFC 14”DPRD—DAT”的原因是使用用于訪問I/O或過程映像輸入表的傳送指令最多只能寫入四個(gè)連續(xù)字節(jié)。
3.4.3 速度鏈:
3.4.4 運(yùn)行和爬行:
3.4.5 爬行給定速度:
3.4.6 實(shí)際速度:
3.4.7 實(shí)際功率:
3.4.8實(shí)際轉(zhuǎn)矩:
在紙機(jī)傳動(dòng)里速度鏈和負(fù)荷分配以及通訊是傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵所在。由。垯C(jī)車速是在350m/min和采用的PROFIBUS-DP通訊的原因,我們將負(fù)荷分配方面的內(nèi)容編寫在了程序里面。雖然在調(diào)試時(shí)遇到了很多麻煩,但最終還是達(dá)劍了非常理想的效果。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處:拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/
本文標(biāo)題:基于現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC控制變頻造紙系統(tǒng)
本文網(wǎng)址:http://www.oesoe.com/html/solutions/14019310266.html