【制動電阻案例】制動電阻和制動單元在精整系統(tǒng)中的應用(上)

      摘　要：該系統(tǒng)運用SIEMENS的S7—300PLC通過PROFIBUS—DP總線實現(xiàn)變頻器網(wǎng)絡控制。采用制動電阻和制動單元實現(xiàn)了精整系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)。系統(tǒng)調(diào)試，維護方便，運行可靠。
　　
      最近幾年，隨著生產(chǎn)自動化和過程自動化中分散化結(jié)構(gòu)的迅速增長，制動電阻與制動單元的應用日益普遍。其原因之一是制動電阻與制動單元實現(xiàn)了數(shù)字和模擬輸入/輸出模塊、智能信號裝置、過程調(diào)節(jié)裝置、可編程序控制器(PLC)和PC之間的數(shù)據(jù)傳輸，把I/O通道分散到實際需要的現(xiàn)場設備附近，使安裝和布線的費用開銷減少到最小，從而使成本費用大大節(jié)省。原因之二是標準化的現(xiàn)場總線具有“開放”的通信接I：1，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散I/O裝置和現(xiàn)場設備，同時也可以方便地實現(xiàn)二級及三級網(wǎng)絡的連接。濟鋼中厚板三期工程精整區(qū)域由于設備數(shù)量較多，同時又分散在較大的范圍內(nèi)，因此特別適合采用制動電阻與制動單元方式實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制。

       一、精整系統(tǒng)簡介
      精整系統(tǒng)中的主要設備有：冷床輸入輥道、輸入提升鏈、滾盤、輸出提升鏈及輸出輥道、潤滑站及冷床冷卻風機，另外還有火焰切割系統(tǒng)、運輸輥道、翻板機、電磁起重機等。中厚板廠的原有自動化設備，絕大多數(shù)采用SIEMENS公司的產(chǎn)品。為了便于維護和網(wǎng)絡連接，精整區(qū)域的自動化控制設備也以SIEMENS的產(chǎn)品為主，PLC選用s7—300，其中CPU型號為315—2DP。傳動系統(tǒng)全部為SIMOVERTMASTERDRIVERS矢量控制型變頻器。  　　
 
      其中，l#冷床及精整區(qū)域PROFIBUS—DP系統(tǒng)中，2#站s7—300為主站，本站的模塊均為冷床系統(tǒng)輸入輸出點。3樣站，17樣站為遠程ET一200，其中制動電阻與制動單元是精整系統(tǒng)的遠程I/O，17樣站ET一200則作為冷床操作臺遠程I/O。4～8#站是輸入輸出系統(tǒng)傳動變頻器，9～16#站是1#冷床系統(tǒng)傳動變頻器，18～2l樣站則是2樣冷床系統(tǒng)傳動變頻器。

      二、精整系統(tǒng)總線連接
      PROFIBUS—DP系統(tǒng)是一個兩端有源終端器的線性總線結(jié)構(gòu)，亦稱為RS485總線段，在一個總線段上最多可連接32個站。使用9針D型連接器用于總線站與總線的相互連接；D型連接器的插座與總線站相連接，而D型連接器的插頭與總線電纜相連接。  　　
 
      與制動電阻與制動單元的每一個站，無論是主站還是從站，都表現(xiàn)為一個RS485電流負載。有源總線終端接有終端電阻，在數(shù)據(jù)傳輸時防止反射，并且當總線上無站活動時，它確保在數(shù)據(jù)線上有一個確定的空閑狀態(tài)電位。制動電阻與制動單元系統(tǒng)中，在一個總線段上共有20個站，2樣站和l樣站作為總線的2個終端接有終端電阻，終端電阻可以由位于中線插頭的開關(guān)來實現(xiàn)連接和斷開之間的轉(zhuǎn)換。  　　
 
       PROHBUS—DP協(xié)議是為自動化制造工廠中分散I/O和現(xiàn)場設備所需的高速數(shù)據(jù)通信而設計的。典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)，DP主站與DP從站間的通信基于主一從原理，也就是說，只有當主站請求時，總線上的DP從站才可能活動。DP從站被DP主站按輪詢表依次訪問。DP主站與DP從站間的用戶數(shù)據(jù)連續(xù)地交換，而并不考慮用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)容。中厚板1#冷床及精整區(qū)域就是采用這種典型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

       三、精整系統(tǒng)中變頻器的設置
       (1)變頻器與主站S7—300的通信是通過在SIMOVERTMASTERDRIVERS上安裝CBP通信板來實現(xiàn)的。裝機裝柜型變頻器有6個槽可用來安裝可選板，cBP通信板可以安裝在任何一個槽位。制動電阻與制動單元安裝完畢后就可以起動進行配置，首先要確定站地址，這是通過變頻器參數(shù)設置完成的。其過程如圖2所示。CBP通信板有3個指示燈顯示通信狀態(tài)。這3個指示燈分別是：紅色為運行燈;黃色為與變頻器進行數(shù)據(jù)交換燈;綠色為與PROFIBUSDP進行數(shù)據(jù)傳輸燈。只有當這3個指示燈同時閃爍時，系統(tǒng)通信才正常。 
 
       (2)PROFIBUS—DP的制動電阻與制動單元數(shù)據(jù)通過報文的形式交換。每個報文傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為兩組，需要用STEP7進行硬件配置時設定。這兩組數(shù)據(jù)分別是參數(shù)PKW和過程數(shù)據(jù)PZD。PKW數(shù)據(jù)段是讀寫變頻器參數(shù)值以及讀參數(shù)的全部特性。PZD數(shù)據(jù)段傳輸?shù)氖亲冾l器的控制信息，也就是變頻器的控制參數(shù)，由主站制動電阻與制動單元的S7—300向變頻器發(fā)出控制字和設定點，變頻器則返回狀態(tài)字和實際值。PKW和PZD的數(shù)據(jù)長度可根據(jù)需要設定，同時可設定數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾�。本系統(tǒng)中，PKW和PZD分別設定為4個字和2個字，通信數(shù)據(jù)傳輸波特率為1.5Mbit/s。
 
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