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[導讀] 引言 寧夏銀川中策(長城)橡膠有限公司二車間10#擠出聯(lián)動裝置是1988年自行設(shè)計的一套胎面冷卻聯(lián)動裝置,電氣部分使用的是老式Z2系列直流電動機和調(diào)壓器統(tǒng)一調(diào)壓調(diào)速方式,由于電動機是非閉

引言

寧夏銀川中策(長城)橡膠有限公司二車間10#擠出聯(lián)動裝置是1988年自行設(shè)計的一套胎面冷卻聯(lián)動裝置,電氣部分使用的是老式Z2系列直流電動機調(diào)壓器統(tǒng)一調(diào)壓調(diào)速方式,由于電動機是非閉環(huán)控制,且直流調(diào)速本身的局限性,受電網(wǎng)電壓影響較大,其速度穩(wěn)定性較差,因此,各水槽之間速度難以協(xié)調(diào),已不能滿足新產(chǎn)品工藝要求,影響產(chǎn)品質(zhì)量提高,因此決定對原電氣系統(tǒng)全部進行改造以滿足工藝要求并提高成品率。

1、 系統(tǒng)組成

ABB公司新提供的變頻器為交流電動機提供了高超的性能,由于采用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù),推出的ACS600交流變頻器可以對標準鼠籠電機進行精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制,并且不需增加成本及繁雜的脈沖編碼器反饋,DTC直接轉(zhuǎn)矩控制是交流傳動領(lǐng)域電機控制方式的一次革命,它從零速開始不需使用電機軸上的脈沖編碼器反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制,開環(huán)動態(tài)速度控制精度可以達到閉環(huán)磁通矢量控制的精度,直接轉(zhuǎn)矩控制對交流傳動來說是一個最優(yōu)的電機控制方法,它可以對所有交流電機的核心變量進行直接控制,它開發(fā)出交流傳動前所未有的能力并給所有的應(yīng)用提供了益處。

另外,ACS600交流變頻器可以通過標準MODBUS總線與外部控制系統(tǒng)通訊。ACS600的控制信號可全部來自MODBUS,也可部分來自串行通訊,部分來自其他的控制通道。

因此,在系統(tǒng)的組成上我們選擇了ABB公司的ACS600交流變頻器,并選用LG公司PLC MASTER K80作為上位機對ACS600變頻器進行控制,以實現(xiàn)預(yù)定的工藝要求。ACS600交流變頻器具有模擬量輸入和數(shù)字量輸入通道,并支持MODBUS總線協(xié)議,為了提高系統(tǒng)的靈敏度、精確度和穩(wěn)定性,我們把系統(tǒng)硬件通過MODBUS總線協(xié)議組成了一個局域網(wǎng):PLC作為主站,所有的ACS600變頻器作從站,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

ACS600有兩個串行通訊口(或通道)通道0和通道1。通道1是標準的MODBUS,通訊參數(shù)由用戶自己設(shè)定,如果想通過MODBUS控制ACS600,那么起停指令和(或)頻率給定等參數(shù),必須設(shè)定為有通道1控制。通道0專門用于操作盤。

要實現(xiàn)MODBUS總線通訊,首先必須激活MODBUS協(xié)議。ACS600出廠時通道1并不工作,只有將參數(shù)5005PROTOCOL SEL設(shè)為2(STD MODBUS),通道1的標準MODBUS協(xié)議才被激活,如此就可以使用ACS600的缺省通訊參數(shù)進行簡單的數(shù)據(jù)讀寫。通道1的參數(shù)設(shè)定有參數(shù)組50 COMMUNICATION,52 STANDARD MODBUS完成。

5201 STATION NUMBER設(shè)定網(wǎng)絡(luò)中ACS600站號

5202 COMM SPEED 設(shè)定通訊速度

5203 PARITY 設(shè)定校驗和停止位設(shè)定

5003 COMM FAULT TIME 設(shè)定通訊故障延時

5004 COMM FAULT FUNC 設(shè)定通訊故障功能

5005 PROTOCOL SEL 通訊協(xié)議選擇(設(shè)為STD MODBUS)

為了實現(xiàn)MODBUS控制,必須設(shè)定AC600的起停命令和(或)頻率給定來自串行通訊,同時把ACS600設(shè)為遠程控制。

在軟件上,控制程序是用LG公司隨機附帶的軟件KGL-WIN編寫,非常方便。

PLC(主站)可以與每個變頻器(從站)通信,并對各從站進行訪問、數(shù)字量輸入的給定,通過讀取各變頻器的狀態(tài)字查詢各從站狀態(tài)。通過邏輯、定時、計算、數(shù)學等運算控制輸入輸出點,實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。

2 、現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線技術(shù)是隨著計算機技術(shù)在自動化領(lǐng)域的發(fā)展而產(chǎn)生的,近年來,隨著分布式控制產(chǎn)品的標準化的要求和發(fā)展趨勢,現(xiàn)場總線技術(shù)得到了飛速發(fā)展,它的特點主要是:可靠性高、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、維護及系統(tǒng)擴展成本低,表現(xiàn)了控制技術(shù)計算技術(shù)與通信技術(shù)的集成。

以現(xiàn)場總線組成的分布實時監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以節(jié)省大量的電纜以及相關(guān)的費用,而且相應(yīng)的工作更加簡單,維護方便。提高了系統(tǒng)的可靠實用性,降低了工程的費用,所以在控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線技術(shù)將是未來的主流。

Modbus總線是現(xiàn)場總線的一種,使用的是RS485并與RS232兼容的半雙工的標準的通訊接口;其協(xié)議是一種串行的主從通訊協(xié)議,采用的是一種主從通訊技術(shù),網(wǎng)絡(luò)中只有一個設(shè)備能夠(稱為主機)建立協(xié)議(稱為查詢),其他的設(shè)備(稱為從機)只能通過提供數(shù)據(jù)響應(yīng)主機的查詢,或根據(jù)查詢做出相應(yīng)的動作。主機一般包括主處理器和可編程的控制盤/從機一般包括可編程控制器等。

3、 系統(tǒng)功能

根據(jù)實際生產(chǎn)工藝過程的要求編寫控制程序,本系統(tǒng)具有以下功能:

(1) 整條聯(lián)動線的就緒聯(lián)控制功能,即首先檢驗個電機狀態(tài)是否準備就緒,并給于指示,以確定系統(tǒng)是否可以啟動;

(2)傳動的啟動停止聯(lián)鎖控制功能;

(3)聯(lián)動/單動切換功能。操作人員隨時調(diào)整整條聯(lián)動線的速度和對每一條聯(lián)動帶速度進行微調(diào),且可以是速度無擾切換;

聯(lián)動方式,操作人員可以對整條聯(lián)動線的速度進行升/降速調(diào)整;

單動方式,操作人員可以對聯(lián)動線其中每一條聯(lián)動帶的速度在原來聯(lián)動速度基礎(chǔ)上進行升/降速調(diào)整,并可無擾切換回聯(lián)動方式。

(4)運行指示功能;

(5)故障指示功能;

(6)速度指示功能;

(7)急停聯(lián)鎖控制功能。

4、 結(jié)束語

該系統(tǒng)自調(diào)試投產(chǎn)以來,各聯(lián)動帶的速度的精確度和靈敏度都得到了很大的提高,且受外界因素的影響明顯減小,運行穩(wěn)定,準確控制橡膠生產(chǎn)所需要的工藝,操作人員的勞動強度大大降低,生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了很大的提高,取得明顯經(jīng)濟效益。

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