采用PROFIBUS 通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架改進聚酯切粒機

摘 要

本文以聚酯切粒機升級改造為例，詳細介紹了采用PROFIBUS通訊網(wǎng)絡(luò)，S5及S7系列PLC的通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，系統(tǒng)設(shè)計，組態(tài)軟件的使用和設(shè)置以及數(shù)據(jù)檢測和通訊軟件設(shè)計流程，通過采用PROFIBUS通訊網(wǎng)絡(luò)以及其他軟硬件的改進，新的聚酯切粒機動態(tài)精度從+-3% 提高到+-0.5%。

【關(guān)鍵詞】切粒機 PLC PROFIBUS通訊

1 聚酯切粒機主要工作原理

在聚酯工藝中，水下切粒機是聚酯切片生產(chǎn)中的最關(guān)鍵設(shè)備之一，其工作原理：

高溫聚酯熔體從一定數(shù)量鑄帶孔的鑄帶頭擠壓出來，進入一個帶有溢流水沖刷的導(dǎo)流板，經(jīng)徑向引槽引導(dǎo)進入喂入裝置，然后經(jīng)切粒裝置切粒，隨輸送水一起經(jīng)冷卻，送出機器外進入干燥器。由直徑90mm的下羅拉和直徑170mm的上羅拉組成的喂入裝置由一臺變頻器驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速可決定切片的長度。（見圖1）。

2 改造的目的

提高羅拉和動刀的線速度可以提高切粒產(chǎn)量，因此，我們決定在這次擴產(chǎn)改造中，把PLC升級到西門子S7系列，特別采用PROFIBUS通訊網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)技術(shù)進步的要求。

3 現(xiàn)有及新的PLC系統(tǒng)介紹

該老的切粒機系統(tǒng)是采用PPI（點對點），即PLC利用兩塊模擬量輸出卡將計算出的羅拉電機及動刀電機變頻器頻率設(shè)定值（4-20mA）分別送到兩電機變頻器上，而與現(xiàn)場操作面板通訊采用RS232（見圖2）。

整臺切粒機系統(tǒng)由SIEMENS S5-115U可編程控制器PLC控制，該切粒機PLC系統(tǒng)有輸入DI50點，輸出DO20點，模擬輸入AI16點，模擬輸出AO16點。控制功能主要分為開關(guān)量輸出控制及模擬量計算，輸出控制。

上述切粒機控制系統(tǒng)是比較陳舊的，包括PLC是SIEMENS-S5，通訊不是系統(tǒng)，全局性的，大部分采用點對點，模擬量傳送。RC232缺點是傳輸率低于20Kbps，聯(lián)接長度低于15m。

為了保證項目和系統(tǒng)的先進性，我們在擴產(chǎn)項目中，改進了力達公司的切粒機：電氣控制PLC采用SIEMENS-S7-300，所有信號通信采用PROFIBUS（包括與DCS，變頻器，操作面板），代表了當今先進的控制系統(tǒng)潮流。（見圖3）。

4 系統(tǒng)設(shè)計及組態(tài)

4.1 新切粒機系統(tǒng)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

如圖3所示。

4.2 系統(tǒng)組態(tài)

該系統(tǒng)是多主站系統(tǒng)。

PLC作為DPM2主站，而DCS作為DPM1主站，因DCS的ACP1必須作為主站設(shè)置。而只有PLC允許對DP從站寫入，輸入數(shù)據(jù)，但DCS主站不能直接與各從站進行寫入，輸入數(shù)據(jù)操作。

但DCS與PLC的數(shù)據(jù)可交換，是定時的，即每隔一定時間，DCS即對PLC數(shù)據(jù)映像區(qū)進行數(shù)據(jù)交換，刷新。

工作站點設(shè)置：

4.2.1 DCS主站設(shè)置

DCS主站設(shè)置超出本文討論范圍，可參考相關(guān)DCS多種工作組態(tài)方法。

4.2.2 PLC主站及從站設(shè)置

設(shè)置一個站點并啟動硬件組態(tài)程序（HW-Config）為進入組態(tài)，我們將該項目名為“NEW CUTIER”，PLC主站及其它設(shè)備設(shè)置如下：

（1）點擊VIEW→Cataolg→SIMATIC

→CPU-300→CPU315-2DP。

（2）在Slot4中，再次點擊VIEW→

Cataolg→SIMATIC→AI4/AO2X8/8BIT。

（3）在Slot5，6，7中，選擇插入DI16XDC24V。

（4）在Slot8，9中，同上，選擇插入DO16XDC24V/0.5A。

目前，已完成PLC主站及I/O卡的設(shè)置（見圖4）。

PROFIBUS及從站設(shè)置：

（1）雙擊PROFIBUS線，選擇總線設(shè)備。

（2）點擊VIEW→Catalog→SIMATIC

→PROFIBUS-DP→SIMOVERT→CB15/155，出現(xiàn)如下MICRO變頻器圖景。

（3）雙擊圖景，設(shè)置診斷地址，設(shè)備地址，DP波特率等參數(shù)。

（4）點擊MICRO Sloto，再次點擊CB15/155，選擇PROFIBUS通訊協(xié)議：PP0/PP1最后，PROFIBUS及從站設(shè)置畫面如圖5所示。

4.3 數(shù)據(jù)檢測和通訊流程圖

如圖6所示。

5 系統(tǒng)精度測試

我們完成硬件、軟件修改及聯(lián)調(diào)后，開車后投用成功。

實際試驗各個設(shè)備速度數(shù)據(jù)與理論值非常接近，精度達到±0.5%，（限于篇幅實際數(shù)據(jù)表不在此列出），比原來±3.0%精度大大提高。

作者簡介

張立江，1983年畢業(yè)于上海鐵道大學機車電傳動專業(yè)，高級工程師，從事機車電力傳動和控制設(shè)計研發(fā)工作。

作者單位

江蘇今創(chuàng)車輛有限公司 江蘇省常州市 213000