【制動電阻案例】制動電阻和制動單元在精整系統中的應用(上)

      摘　要：該系統運用SIEMENS的S7—300PLC通過PROFIBUS—DP總線實現變頻器網絡控制。采用制動電阻和制動單元實現了精整系統的自動化生產。系統調試，維護方便，運行可靠。
　　
      最近幾年，隨著生產自動化和過程自動化中分散化結構的迅速增長，制動電阻與制動單元的應用日益普遍。其原因之一是制動電阻與制動單元實現了數字和模擬輸入/輸出模塊、智能信號裝置、過程調節裝置、可編程序控制器(PLC)和PC之間的數據傳輸，把I/O通道分散到實際需要的現場設備附近，使安裝和布線的費用開銷減少到最小，從而使成本費用大大節省。原因之二是標準化的現場總線具有“開放”的通信接I：1，允許用戶選用不同制造商生產的分散I/O裝置和現場設備，同時也可以方便地實現二級及三級網絡的連接。濟鋼中厚板三期工程精整區域由于設備數量較多，同時又分散在較大的范圍內，因此特別適合采用制動電阻與制動單元方式實現生產過程的自動化控制。

       一、精整系統簡介
      精整系統中的主要設備有：冷床輸入輥道、輸入提升鏈、滾盤、輸出提升鏈及輸出輥道、潤滑站及冷床冷卻風機，另外還有火焰切割系統、運輸輥道、翻板機、電磁起重機等。中厚板廠的原有自動化設備，絕大多數采用SIEMENS公司的產品。為了便于維護和網絡連接，精整區域的自動化控制設備也以SIEMENS的產品為主，PLC選用s7—300，其中CPU型號為315—2DP。傳動系統全部為SIMOVERTMASTERDRIVERS矢量控制型變頻器。  　　
 
      其中，l#冷床及精整區域PROFIBUS—DP系統中，2#站s7—300為主站，本站的模塊均為冷床系統輸入輸出點。3樣站，17樣站為遠程ET一200，其中制動電阻與制動單元是精整系統的遠程I/O，17樣站ET一200則作為冷床操作臺遠程I/O。4～8#站是輸入輸出系統傳動變頻器，9～16#站是1#冷床系統傳動變頻器，18～2l樣站則是2樣冷床系統傳動變頻器。

      二、精整系統總線連接
      PROFIBUS—DP系統是一個兩端有源終端器的線性總線結構，亦稱為RS485總線段，在一個總線段上最多可連接32個站。使用9針D型連接器用于總線站與總線的相互連接；D型連接器的插座與總線站相連接，而D型連接器的插頭與總線電纜相連接。  　　
 
      與制動電阻與制動單元的每一個站，無論是主站還是從站，都表現為一個RS485電流負載。有源總線終端接有終端電阻，在數據傳輸時防止反射，并且當總線上無站活動時，它確保在數據線上有一個確定的空閑狀態電位。制動電阻與制動單元系統中，在一個總線段上共有20個站，2樣站和l樣站作為總線的2個終端接有終端電阻，終端電阻可以由位于中線插頭的開關來實現連接和斷開之間的轉換。  　　
 
       PROHBUS—DP協議是為自動化制造工廠中分散I/O和現場設備所需的高速數據通信而設計的。典型的DP配置是單主站結構，DP主站與DP從站間的通信基于主一從原理，也就是說，只有當主站請求時，總線上的DP從站才可能活動。DP從站被DP主站按輪詢表依次訪問。DP主站與DP從站間的用戶數據連續地交換，而并不考慮用戶數據的內容。中厚板1#冷床及精整區域就是采用這種典型結構，如圖1所示。

       三、精整系統中變頻器的設置
       (1)變頻器與主站S7—300的通信是通過在SIMOVERTMASTERDRIVERS上安裝CBP通信板來實現的。裝機裝柜型變頻器有6個槽可用來安裝可選板，cBP通信板可以安裝在任何一個槽位。制動電阻與制動單元安裝完畢后就可以起動進行配置，首先要確定站地址，這是通過變頻器參數設置完成的。其過程如圖2所示。CBP通信板有3個指示燈顯示通信狀態。這3個指示燈分別是：紅色為運行燈;黃色為與變頻器進行數據交換燈;綠色為與PROFIBUSDP進行數據傳輸燈。只有當這3個指示燈同時閃爍時，系統通信才正常。 
 
       (2)PROFIBUS—DP的制動電阻與制動單元數據通過報文的形式交換。每個報文傳輸的數據可分為兩組，需要用STEP7進行硬件配置時設定。這兩組數據分別是參數PKW和過程數據PZD。PKW數據段是讀寫變頻器參數值以及讀參數的全部特性。PZD數據段傳輸的是變頻器的控制信息，也就是變頻器的控制參數，由主站制動電阻與制動單元的S7—300向變頻器發出控制字和設定點，變頻器則返回狀態字和實際值。PKW和PZD的數據長度可根據需要設定，同時可設定數據傳輸的速率。本系統中，PKW和PZD分別設定為4個字和2個字，通信數據傳輸波特率為1.5Mbit/s。
 
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