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PROFIBUS现场总线在S7PLC与西门子变频器通讯中的应用

PROFIBUS现场总线在S7PLC与西门子变频器通讯中的应用

Profibus现场总线在S7-PLC与西门子变频器通讯中的应用 摘 要:本文重点介绍南钢炼钢厂3#连铸机以Profibus 现场总线为基础的西门子SIMATIC S7 PLC和6SE70系列变频器间的通讯技术。

关键词:Profibus PLC 变频器 通讯 西门子 连铸机

1 前言

随着现代生产工艺的快速发展,现场对传动设备的快速性、连续性、系统性的要求越来越高。单台变频器的独立运行模式已经不能满足要求,多台成组系统运行成为最大特点。所有变频器的操作已经发展为计算机集中远程自动控制模式。这些特点都建立在计算机、PLC、传动装置间的数据通讯的基础上,以此来实现变频器运行状态的监控和控制命令的下达。

由于西门子PLC具有可靠性高,抗干扰能力强;编程方便,功能完善,易于使用;控制系统设计、安装、调试方便;维修方便,维修工作量小;适应性强,应用灵活等特点,所以3#连铸机控制系统以西门子PLC 控制装置为核心。该系统由公用PLC、铸流PLC、振动PLC、液面自动控制PLC、切割PLC组成,各PLC系统均采用西门子公司的S7-300系列产品,各PLC的主要功能如下:

①公用PLC:

主要完成大包回转台及包盖的旋转、升降控制;中间罐车行走、升降、横移对中控制;液压系统控制;出坯辊道、推钢机、冷床的控制。

②铸流PLC:(一流~五流)

主要完成上、下拉机和矫机的控制;引锭杆及铸坯位置的跟踪控制。仪表部分包括 结晶器冷却水流量和压力的监控、二次冷却水的流量调节、设备冷却水以及其他过程参数的设定、采集、监视及回路调节等。

③振动PLC:结晶器非正弦振动的控制。

④液面自动控制PLC:塞棒控制。

⑤切割PLC:主要完成对火焰切割机行走、切割枪的行走、定位控制。

所有PLC系统都有独立的IP地址,通过工业以太网相连。拉矫机系统选用的是基于Profibus 的西门子6SE70变频器构成的现场总线控制系统。每台变频器均带有进线电抗器、出线电抗器、制动单元和制动电阻。公共流PLC通过Profibus总线连接四台变频器(大包回转台、1#中包车、2#中包车、推钢机);每一铸流PLC系统通过Profibus总线连接四台变频器(拉机上辊、拉机下辊、矫机、引锭杆)。其主体现有西门子变频器24台,如果采用I/O控制方式的话,必然会带来大量控制线路的连接,中间接点多,系统复杂,故障率高。采用了基于Profibus现场总线技术后,所有变频器的控制命令和运行状态都是通过一根Profibus现场总线来实现。减少了控制线路的连接,满足了设备的快速、连续的要求,减少了设备的故障率。

2 Profibus现场总线概述

Profibus是一种应用较为广泛的现场总线,其总线标准是国际标准IEC61158的重要组成部分;并且在2006年l1月成为我国现场总线标准。Profibus现场总线满足了生产过程现场级数据可存取性的重要要求,一方面覆盖了传感器/执行器领域的通信需求,另一方面又具有单元级领域的所有网络通讯功能。它是一种开放系统,令牌结构。从用户角度看Profibus提供了三种通信协议类型:Profibus-DP(Decentralized periphery), Profibus-PA(Process automation),Profibus-FMS(Fieldbus message specification)。其中DP是一种高速低成本通讯,用于设备级控制系统与分散式I/O的通讯。该总线物理层采用RS485传送方式,传输介质

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