SIPART PS2 PA總線型閥門定位器在環(huán)形加熱爐中的應(yīng)用

江　來（蕪湖東旭光電科技有限公司,安徽　蕪湖　241000）

SIPART PS2 PA總線型閥門定位器在環(huán)形加熱爐中的應(yīng)用

江來
（蕪湖東旭光電科技有限公司,安徽蕪湖241000）

摘要：本文介紹了SIPART PS2閥門定位器的工作原理及其優(yōu)點，調(diào)校過程中出現(xiàn)的問題，以及SIPART PS2 PA總線閥門定位器在環(huán)形加熱爐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)形爐；S7-400；SIPART PS2閥門定位器

1　概述

環(huán)形加熱爐是一種對連鑄圓管坯進行高溫加熱的裝置，主要由爐體、空煤氣預(yù)熱器、煙道和煙囪組成。其生產(chǎn)過程是將空氣、混合煤氣送入爐膛內(nèi)，并以一定的比例進行混合并燃燒。爐內(nèi)管坯通過爐底機械的銷齒傳動系統(tǒng)，自裝料位置順序經(jīng)過爐子預(yù)熱段、一～四加熱段、均熱段以及出料區(qū)，一步步平穩(wěn)地回轉(zhuǎn)到爐子的出料位置并達到加熱溫度要求。

2　控制系統(tǒng)構(gòu)成及其控制功能的實現(xiàn)

2.1SIPARTPS2閥門定位器工作原理

SIPARTPS2智能型電氣閥門定位器由A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、微處理器、執(zhí)行機構(gòu)行程檢測系統(tǒng)、壓電閥模塊等構(gòu)成，是將壓電技術(shù)應(yīng)用于定位器，具有高集成微處理器的職能現(xiàn)場設(shè)備，是用來控制氣動執(zhí)行程、角行程執(zhí)行的機構(gòu)。微處理器主要是對定值與實際閥位的電子信號做比較，當微處理器檢測到偏差時，應(yīng)結(jié)合偏差大小、方向輸出電控指令給壓電閥，通過壓電閥來調(diào)節(jié)機構(gòu)氣室的空氣流量，可以解釋為，壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動位移增量。有三種情況：當控制偏差很小時，可設(shè)定位信號輸出；當控制偏差較大時，可設(shè)連續(xù)信號輸出；當偏差中距時，定位器將輸出脈沖信號。當SIPARTPS2智能型電氣閥門器與二級控制系統(tǒng)連接時，可從4～20mA給定信號中獲取電源。其具有提高控制閥和控制系統(tǒng)的性能、節(jié)氣保持官網(wǎng)壓力穩(wěn)定、初始化過程簡單、智能化的通訊方式、故障診斷和監(jiān)控功能、閥位反饋、分離安裝等特點。

2.2控制系統(tǒng)構(gòu)成

環(huán)形加熱爐的控制系統(tǒng)采用高性能的CPU412-2作為主要控制器，并根據(jù)實際需要配置合適數(shù)量的I/O模塊，主要用于電氣系統(tǒng)中的液壓站、爐底主傳動、裝出鋼機等信號的控制，以及儀表系統(tǒng)中的風機、閥門等信號的控制。在控制系統(tǒng)中還配置了CP443-1通訊模塊，用于系統(tǒng)與變頻器、閥門定位器以及上位機的通訊連接。在就地控制分站中，采用了ET200對遠程I/O控制量進行采集，通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)傳送至主控制系統(tǒng)中。

2.3SIPARTPS2PA總線閥門定位器在環(huán)形加熱爐控制的實現(xiàn)

在組態(tài)SIPARTPS2PA總線儀表時，根據(jù)實際定位器的版本進行組態(tài)選擇（本項目工程采用的是6DR5510-0NG00-0AA0型號的PA總線型閥門定位器。為了能夠使主站（SIMATICS7）獲得從站PROFIBUSPA設(shè)備上的值，就必須知道這些設(shè)備在DP/PA Link中的地址區(qū)。所以本項目工程選用了DP/PACoupler（型號為157-0AC83-0XA0），其組態(tài)如圖1所示。

然后在程序塊中編程

OB1塊中編程：本項目OB1塊通過調(diào)用FC40塊，然后在FC40塊中調(diào)用SFC14塊和SFC15塊

讀取反饋值及狀態(tài)和執(zhí)行器位置及狀態(tài)，調(diào)用SFC14CALL "DPRD_DAT"

LADDR:=W#16#3E8（輸入地址）

RET_VAL:=#R1（錯誤信心存放地址）

RECORD:=P#DB150.DBX0.0BYTE10

寫入設(shè)定點及狀態(tài)，調(diào)用SFC15CALL"DPWR_DAT"

LADDR:=W#16#3E8（輸入地址）

RECORD:=P#DB150.DBX10.0BYTE5

RET_VAL:=#W1（錯誤信心存放地址）

程序如下，寫入后將整個項目下載到CPU中即可。如圖2所示。

2.4SIPARTPS2閥門定位器的在校準過程中出現(xiàn)的問題

SIPARTPS2閥門定位器在初始化期間，微處理器可自動確定執(zhí)行機構(gòu)的行程范圍、作用方向、定位速度、零點，整個過程都是自動進行。下面通過SIPARTPS2閥門定位器在調(diào)校過程中出現(xiàn)的常見問題以及處理方法。

（1）在確認SIPARTPS2智能閥門定位器的安裝方式、氣路接頭緊固、傳動比選擇器（90°/33°）位置、電氣線路等正確無誤后，進行自動初始化。但是自動到某種程度時，自動校準被中止。在智能閥門定位器校準時，可直接用手操器的自動校準功能來完成校準工作，如果自動校準未通過，可使用手操器的手動校準功能進行調(diào)節(jié)，再進行自動校準即可。

（2）智能閥門定位器出現(xiàn)手動和自動校準都未通過時，應(yīng)按以下步驟進行檢查：1）查看閥門定位器的氣路有無被堵塞；2）檢查安裝過程中閥門的開關(guān)有無卡澀問題；3）檢查閥門的參數(shù)是否正確。

（3）智能定位器校準不通過的原因還在于閥門定位器反饋桿的安裝位置是否合理，一般情況下反饋桿上的鎖緊螺母松動導(dǎo)致反饋桿偏離原先的安裝位置，這就需要調(diào)整反饋桿安裝位置。目前智能調(diào)節(jié)閥都有專門的反饋桿定位孔，只要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥的氣源，直接通過反饋桿定位孔來確定反饋桿的位置就性。

（4）調(diào)節(jié)閥漏量大，調(diào)校后問題依舊存在。當確定閥內(nèi)件完好無損并進行智能定位器自動校準后，仍出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥漏量大的問題，可進行下邊的處理：先給閥輸入一個4mA信號，使閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)，通過閥桿上的兩個鎖緊螺母來調(diào)整閥桿，使閥桿向下移動，直到動不了為止；再輸入12mA左右的信號，通過對閥桿上兩個鎖緊螺母的調(diào)整，使閥桿向下移動四分之一圈，這樣就可以解決調(diào)節(jié)閥漏量大的問題。

3　應(yīng)用體會

該項目從投入使用至今，達到了預(yù)期的效果。在本項目的應(yīng)用中，體會最深的是SIPARTPS2PA總線型閥門定位器的硬件組態(tài)、程序的調(diào)用和在調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題，以及如何解決這些問題，為日后SIPARTPS2PA總線型閥門定位器的維護和使用奠定了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]劉鍇.深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2009(01).

[2]廖常初.S7-300400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2008(06).