淺析西門子DP—DP COUPLER在熱處理淬火生產線中的應用

劉善梅　孫昕

摘 要：在工控領域中，經常遇到在不同設備生產廠家生產的不同設備間進行數據交換的問題。通過在熱處理淬火生產線中使用西門子DP-DP COUPLER，我們很好地解決了這個問題，取得了較好的效果。

關鍵詞：DP-DP COUPLER；熱處理；淬火生產線

DP-DP COUPLER是用于連接兩個Profibus-DP的主站網絡。通過DP-DP COUPLER連接，兩個主站網絡之間可以進行數據通訊，數據通訊區最高可以達到244字節輸入和244字節輸出。

西門子PLC在工控領域得到了廣泛的應用。為了在不同設備生產廠家間更方便地交換信息，我們使用了西門子DP-DP COUPLER。它具有以下特點：

1.聯接兩個不同的Profibus網絡進行通訊，2個網絡的通訊速率，站地址可以不同；

2.最多可以建立16個I/O數據交換區；

3.兩個網絡電氣隔離，一個網段故障不影響另一個網段的運行；

4.支持DPV1全模式診斷；

5.可通過DIL開關，Step7或其它編程工具設定Profibus 站地址；

6.雙路冗余供電方式。

我們在熱處理淬火生產線中使用了西門子DP-DP COUPLER。熱處理淬火生產線由爐子淬火系統及搬運料物的插料車系統組成，這兩個系統由不同的廠家生產，我們是生產插料車的廠家，爐子淬火控制系統采用的是西門子S7-300 PLC，插料車控制系統也是采用西門子S7-300 PLC，為了兩控制系統之間聯絡方便，我們之間的通訊模塊選用了DP-DP COUPLER。

熱處理淬火生產線中的組成如圖1。

淬火選擇一個爐子與一個油池或水池，淬火的料物首先由插料車搬運至爐子中，當爐溫達到工藝要求，由插料車搬運已經達到工藝要求的料物到油池或水池進行冷卻，這個過程對時間的要求很高，需要自動完成，下面以選擇一號熱處理爐與一號油池為例來闡述整個淬火過程。過程開始前爐子的爐溫達到工藝要求（給出準備好信號—給插料車），油池接料系統在接料位置（給出準備好信號—給插料車）在插料車遙控器上選擇一號爐子與一號池子，插料車的大車處于合適位置，旋轉處于合適位置（零位），小車處于后限合適位置，料叉處于下限合適位置，給出料車準備好信號，打到自動工作模式。按一下啟動按鈕→插料車大車開動到爐子前合適位置（給出到位信號—給爐子）→爐子接收到信號后爐門打開，爐門開啟到爐門高度中間位置（給出可以插料信號—給插料車）→插料車小車前進至爐內（小車到位后插料結束），爐門繼續上升至上限合適位置（給出料叉可以上升信號—給插料車）→插料車料叉上升至上限位置（合適位）→插料車小車后退，退至爐門外給出信號，通知爐子關門（給爐子）→插料車小車繼續后退至后限合適位置→插料車大車移動到一號油池合適位置后小車前進至合適位置→料叉下降至下限合適位置，將料放在油池接料系統上→插料車小車后退至后限合適位置，給出信號，通知油池接料系統下降（給油池）→油池接料系統下降至下限合適位置，給出淬火完成信號（給插料車系統）。至此淬火過程結束。

就上面的流程，插料車需要發給每一個爐子的信號：

（1）插料車到選擇的爐子跟前合適位置-通知爐子到位信號；

（2）插料車運動至爐門外-通知爐子關門信號。

插料車需要發給油池或水池的信號：

（1）插料車后退至合適位置-通知接料系統下降。

爐子需要發給插料車的信號：

（1）爐子溫度達到工藝要求- 給出準備好信號；

（2）爐門開啟到中間位置-給出插料車可以進爐插料信號；

（3）爐門開啟到上限合適位置-給出插料車料叉可以上升信號。

油池或水池需要發給插料車的信號：

（1）油池或水池接料系統在合適位置信號-給出準備好信號；

（2）油池或水池接料系統到下限合適位置信號-給出淬火完成信號。

本小型線共有8個熱處理爐需要與插料車互相聯絡的信號為5*8=40個，2個油池和2個水池，需要與插料車互相聯絡的信號為4*3=12個，這用普通的點對點的聯絡需要52根線才能滿足兩個系統之間的基本聯系。另外，插料車的控制系統背在插料車本體上隨著插料車來回移動，這之間的聯絡線需要通過一根很細的拖鏈，線太粗現場無法換寬大拖鏈，并且插料車由于受到現場條件的制約，沒有顯示屏，這樣插料車的一些狀態現場的工作人員很難判斷。為了解決以上問題，我們選擇了西門子DP-DP COUPLER 模塊。

本線的控制系統如圖2。

DP-DP COUPLER裝在爐子柜體內，因為爐子控制柜體是固定的，爐子與插料車系統的聯絡只需要一根西門子的PROFIBUS-DP 的通訊電纜就解決問題了，并且插料車的很多狀態可以借助爐子的HMI顯示終端顯示出來，不僅可以顯示點（BOOL）量，還可以顯示數值等，特別靈活方便，既節省了大量人工成本，又提供了工作效率，取得了很好經濟效益。