电子发烧友网 > 接口/总线/驱动 > 正文

基于Profibus-DP协议和PLC器件实现辊压机控制系统的设计

2020年04月05日 08:17 次阅读

  1.概述

  在自动化系统的配置中即要保证系统的先进、可靠、合理性,又要避免过剩功能,降低投资成本。2000年至2001年,我们成功地在安庆白鳍豚4#水泥磨系统应用了辊压机终粉磨工艺,在该生产线上选用了西门子250kW变频器对辊压机两磨辊电动机进行变速驱动。同时选用德国申克振动测量传感器对辊压机的振动进行监视。辊压机的控制采用了新型控制系统,系统采用了Siemens SIMATIC S7-300可编程控制器,上位机采用研华工控机,由Wincc软件实现系统组态控制,和变频器MASTERDRIVES组成。上位系统的通讯网络采用Siemens MPI网。各个控制站之间以及6台矢量变频器与控制站之间以Profibus-DP协议方式相连。它完全与电位无关地运行,其优点是,不必花费昂贵的等电位连接费用,且大大增强了网络的可靠性。

  2.辊压机两辊的同步运行

  在实际生产过程中,保持辊压机两辊的同步运行是尤为重要的。这种同步,不仅仅是稳速运行时需要同步,而且在加减速的动态过程中也需要保证线速度的一致。为此,我们采取以下两个措施,以达到同步的目的:

  2.1提高系统的动态响应

  所有变频器都采用光电编码器的反馈方式,通过矢量运算,它能够确定和控制转矩与磁通的电流分量,获得同直流传动相媲美白勺动态特性:这就从基础上保证了同步的可实现。

  2.2建立速度给定值链

  在两个变频器之间建立装置对装置通讯过程,通过此方式能够将速度给定值用数字量迅速而准确地传递给第一个变频器,消除模拟信号传递中由于线路损耗、干扰等带来的信号漂移、于扰所带来的不利影响。各个分部之间不同的机械变化则由变频器内部不同的比例因子控制,从而实现动态与稳态时各分部线速度的恒比例运行。

  根据终粉磨系统中辊压机对传动的控制需求,选用西门子矢量型变频调速器6SE70。

  特点如下:

  变频器元件板SCB2具有电隔离的RS485口,可在变频器之间实现装置对装置的连接。 在这里,我们采用并行接法,将其中一台变频器作为主动装置,另一台变频器作为从动装 置,这样,主动装置能够将系统线速度给定值传递至从动装置,从而增加了整个系统的可靠性。通过在安庆白鳍豚4#水泥磨系统应用了辊压机终粉磨系统中的应用,我们认为采用西门子6SE70变频调速系统在提高产品质量、产量,减小日常维护及节能等方面都有显著的优点,完全能够满足生产现场的需要。

  3.采用Profibus的原因

  Profibus现场总线技术是随全数字信号系统的发展而产生的, 由德国组织开发的工 业现场总线协议标准——PROFIBUS现场总线标准(DINl9254)。是近年来国际上最为流行 的现场总线,也是目前数据传输率最快的一种现场总线(传输率可达12M波特),因此在很多领域内有广泛地应用c根据Venture Developmen Corp.(VDC)的报告,PROFIBUS所占的市场份额最大,也是发展最快的现场总线:

  Profibus的网络协议是以1SO颁布的OSI标准七层参考模型为基础的,只是对第三 层到第六层进行简化,因此可以说它的标准适应性强c此外它的三种模块(FMS、DP和PA)又可以适应不同的应用对象和通信速率方面白勺要求,开放性也好。[page]

  Profibus现场总线基于令睥协议加主从总线的介质存取方式,主站以主从方式与从 站通讯,各主站之间由令牌协议决定总线控制权。站点数可达127个。

  正是基于Profibus现场总线技术上的成熟和开放性, 以及实际应用后的经济效果, 因此我们在自动化控制系统中采用了它。

  4.Profibus-DP组态说明

  在以上的自动化控制系统中,Profibus-DP现场总线应用在交流变频器、远程操作单元ET200M与S7-300PLC之间的通讯上。

  4.1硬件组态

  Profibus-DP总线共有6个站,分别是S7—300PLC作为Master,站号设定:2;其余均为Slave,它们有远程操作接口单元ET200M,站号设定:3;打散机变频器,站号设定: 4;料饼秤控制器,站号设定:5;辊压机活动辊变频器,站号设定:6;辊压机固定辊变频器,站号设定:7;主站上应用57-300PLC的CPU315-2DP,BUS终端器设定为ON。从站中BUS终端器设定为OFF,ET200M的BUS终端器设定为ON。BUS终端器设定一定要正 确,即BUS两端为ON,中间接点为OFF。通讯距离约为500m。

  Profibus-DP的布线要严格按照适配模件的说明来接线,通讯电缆最好用西门子公司的专用DP电缆或屏蔽双绞两芯电缆。屏蔽层的接线一定要保证单端接地,同时结合现场总线的抑制干扰技术可以保证系统通讯的正常运行。

  4.2软件组态

  在本系统中变频器和PLC选用的都是西门子一家公司的设备和材料,确保了参数匹配正确,在Master站S7—300PLC上,要对DP进行组态,通过STEP7软件包结合ProfiDrive的定义程序来进行。组态的关键是正确地选择Profibus-DP的方式,即PPO的类型。在该系统中为PPO-2型,通讯字有十个数据字:通讯速率选择为500kB/s,根据实际的应用效果看,该速率满足系统的信号交换要求。

  5. 软件要作的工作

  Profibus—DP总线经过软硬件的组态建立起来后,Master和Slave之间的信息交换还必须在主/从站内部来规定,即在双方要用软件来定义其传输信息的内容。

  在我们的自动化控制系统中,Master站应用了8个字来记录所有的交换信号,包含D112点,D06点,A13点,A0l点。应用STEP7内的标准功能块SFCl4—DPRD DAT和SFC-DPWR DAT来接收和发送DP上的信号。Slave站同样用相应的3个字来对应Master站,即由主→从应用4个字和由从→主应用四个字。

  6.设计、安装和调试体会

  在本次自动化控制系统的设计、安装和调试过程中,Profibus-DP的应用无疑是正确的, 只是在现场安装过程中,要注意以下几点:

  (1)现场安装条件与原始设计和系统要求的差异和解决方案。

  (2)现场各类干扰因素的防范。

  (3)现场的接地系统对总线的影响。

  7.结束语

  在安庆白鳍豚水泥股份公司4#水泥磨生产线的自动化控制系统中应用Profibus-DP现场总线取得了很好地运行效果。

  (1)Profibus-DP总线满足了对自动化系统功能的各项要求。

  (2)运行费用和能耗均有显著的节省,可达到20%,并且使用合理。

  (3)由于省除了大量的电缆、桥架、管路等材料,故投资可大大的减少。

  (4)大大的降低了运行劳动强度,维护简单,维护量小,耗材少。

  通过Profibus-DP现场总线在安庆白鳍豚水泥股份公司4#水泥磨生产线中的应用成功,随着将数字信号和模拟信号混合的系统改造为全数字信号系统的发展,PROFIBUS-DP会得到越来越广泛的应用。

  责任编辑:gt

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

运动控制的发展趋势

主题简介及亮点:目前,自动化测试行业对具有一定LabVIEW视觉编程能力的技术人员,需求强烈!然而,也有很大一批技术人员
发烧友学院发表于 2019-07-02 00:00 2525次阅读
运动控制的发展趋势

模拟量的顺序控制方法之PLC编程算法

开关量也称逻辑量,指仅有两个取值,0或1、ON或OFF。它是最常用的控制,对它进行控制是PLC的优势....
发表于 2020-04-03 14:13 72次阅读
模拟量的顺序控制方法之PLC编程算法

大神都不愿分享的西门子PLC编程技巧

         PLC在工业控制领域被广泛应用,他就像是机器的大脑一样,控制着机器有序的...
发表于 2020-04-03 14:09 105次阅读
大神都不愿分享的西门子PLC编程技巧

利用s7—300 PLC和现场总线实现矿山提升电...

随着计算机网络技术在工控领域的应用和发展,建立基于PROFIBUS—DP现场总线的矿井提升控制监控系....
发表于 2020-04-03 10:21 322次阅读
利用s7—300 PLC和现场总线实现矿山提升电...

采用PLC分布式控制和PROFIBUS总线实现浮...

控制系统的硬件组态采用SIEMENS公司的STEP7和安装软冗余软件包完成。软冗余硬件组态在HARD....
发表于 2020-04-03 10:16 58次阅读
采用PLC分布式控制和PROFIBUS总线实现浮...

采用西门子触摸屏、PLC和逆变器设计涤纶处理牵伸...

在化纤涤纶短丝的生产工艺流程中,后处理牵伸联合机是整个生产线中的关键设备,各单元机的控制精度直接影响....
发表于 2020-04-03 10:09 75次阅读
采用西门子触摸屏、PLC和逆变器设计涤纶处理牵伸...

基于西门子s7—4OO PLC和工控机的控制系统...

PROFIBUS(Process Field Bus一过程现场总线)是连接智能现场设备和自动化系统的....
发表于 2020-04-03 10:04 60次阅读
基于西门子s7—4OO PLC和工控机的控制系统...

采用西门子PLC控制器实现玻璃纤维分公司DCS控...

现场总线系统具有开放性、互可操作和互用性,系统结构高度分散性,对环境的较强适应性等特点,同时还具有节....
发表于 2020-04-03 09:54 53次阅读
采用西门子PLC控制器实现玻璃纤维分公司DCS控...

采用西门子PLC器件和工控机实现全连轧棒材生产线...

现场总线技术是当今世界各国都在关注的热点课题,以现场总线为基础的全数字控制系统将成为2l世纪自动化控....
发表于 2020-04-03 09:50 51次阅读
采用西门子PLC器件和工控机实现全连轧棒材生产线...

基于总线技术实现皮带输送自动化集中控制系统的设计

PROFIBUS现场总线是一种国际化、开放式异步通讯标准,于1996年被批准为国际标准,符合IEC6....
发表于 2020-04-03 09:23 54次阅读
基于总线技术实现皮带输送自动化集中控制系统的设计

基于Modbus协议和PLC器件实现分布式系统通...

本系统构成如图1,其中略去了现场仪表信号的采集、控制部分。系统上位机采用横河CS3000型DCS集散....
发表于 2020-04-02 10:23 343次阅读
基于Modbus协议和PLC器件实现分布式系统通...

基于FCS和工业以太网和PLC器件实现料香配送控...

在烟草行业中,卷烟的质量及品质主要由不同品质烟叶掺兑比例及所施加的料液及表香来决定。其中料香生产中的....
发表于 2020-04-02 10:14 66次阅读
基于FCS和工业以太网和PLC器件实现料香配送控...

profibus总线的网络特性及实现水厂快滤池...

70年代以前,控制系统中采用模拟量对传输及控制信号进行转换、传递,其精度差、受干扰信号影响大,因而整....
发表于 2020-04-02 10:03 236次阅读
 profibus总线的网络特性及实现水厂快滤池...

composbus/s现场总线的特点及实现发动机...

可编程序控制器(plc)现场通讯网络是plc开发应用的一个重要方向,能使plc在工业现场获得了更大应....
发表于 2020-04-02 09:48 69次阅读
composbus/s现场总线的特点及实现发动机...

基于s7-300 PLC器件和总线技术实现煤气回...

莱钢集团股份公司所属炼钢厂是该公司支柱单位,应生产要求,对原煤气回收自控系统进行改造,原有的煤气回收....
发表于 2020-04-02 09:41 68次阅读
基于s7-300 PLC器件和总线技术实现煤气回...

什么是plc顺序控制?plc顺序控制设计方法

输出的内容比较多,PLC般不能与控制外围设备直接进行连接,需要通过中间继电器、接触器的形式进行控制,....
发表于 2020-04-02 09:16 75次阅读
什么是plc顺序控制?plc顺序控制设计方法

对PROFIBUS-PA仪表设备在应用中的要点进...

通过数据交换,PLC能读取设备发送回来的报文并写数据给设备,如果数据包含了模拟量测量值,设备通常发送....
发表于 2020-04-01 10:26 71次阅读
对PROFIBUS-PA仪表设备在应用中的要点进...

基于单片机和CAN控制器实现火灾报警控制系统的显...

目前国内现有的火灾楼层显示器大都以51单片机作为MCU。因为ROM寻址空间所限,火灾楼层显示器大都只....
发表于 2020-04-01 09:55 110次阅读
基于单片机和CAN控制器实现火灾报警控制系统的显...

基于CC-Link网络的PLC器件实现石膏板生产...

CC-Link现场总线是日本三菱电机公司主推的一种基于PLC系统的现场总线,这是目前在世界现场总线市....
发表于 2020-04-01 09:43 80次阅读
基于CC-Link网络的PLC器件实现石膏板生产...

基于FF现场总线技术实现NCS3000网络化控制...

在石油化工企业中,为了配合生产流程,要对原材料、半成品、成品进行运输和存储, 为此企业均建有大量的各....
发表于 2020-04-01 09:38 208次阅读
基于FF现场总线技术实现NCS3000网络化控制...

PLC死机、误动作故障主要原因

PLC的供电电源线应取自电压较稳定的干线或单独引自配电点,以此来确保PLC供电质量。如果电网电压波动....
发表于 2020-04-01 09:36 82次阅读
PLC死机、误动作故障主要原因

基于CC-Link网络技术实现民爆中包生产线自动...

武汉人天包装技术公司开发的DWG型民爆中包生产线正是满足这种需求的一款产品。生产线针对炸药的包装工艺....
发表于 2020-04-01 09:22 84次阅读
基于CC-Link网络技术实现民爆中包生产线自动...

PLC控制系统技术学习所需的5个阶段

PLC可编程控制器在学习的时候是需要经过5个阶段的,每个知识的学习都是要经过一定的应用积累。PLC可....
发表于 2020-04-01 08:56 81次阅读
PLC控制系统技术学习所需的5个阶段

基于现场总线技术的连铸机自动化系统改造设计

近年来,钢铁行业竞争日渐激烈,而企业只有不断进行技术改造,提高产品质量,降低生产成本,才能获得进一步....
发表于 2020-04-01 08:41 36次阅读
基于现场总线技术的连铸机自动化系统改造设计

汽车MEMS传感器应用及发展

MEMS是在集成电路生产技术和专用的微机电加工方法的基础上蓬勃发展起来的高新科技,其研究开发主要集中....
发表于 2020-03-31 11:01 77次阅读
汽车MEMS传感器应用及发展

基于PROFIBUS现场总线技术在攀钢高速线材轧...

攀钢线材厂本次“提质降耗、扩大品种规模”技术改造是在原来的只有精轧机组、夹送辊、吐丝机设备的基础上,....
发表于 2020-03-31 10:39 63次阅读
基于PROFIBUS现场总线技术在攀钢高速线材轧...

采用西门子S7-300系列PLC和总线技术实现高...

如果采用常规PLC集中控制方式,将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上,由于工艺线路长、现场....
发表于 2020-03-31 10:17 124次阅读
采用西门子S7-300系列PLC和总线技术实现高...

采用S7-300 PLC和DS300B系列分布式...

在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制,如启停某一设备,调节某些模拟输出量的大小,在线设置PLC的....
发表于 2020-03-31 10:12 109次阅读
采用S7-300 PLC和DS300B系列分布式...

采用ABBAC3150系列PLC和Modbus协...

现场总线技术是当今自动化领域发展的热点之一,是实现工业控制网络化的重要技术。许多自动化公司都开发了多....
发表于 2020-03-31 10:01 77次阅读
采用ABBAC3150系列PLC和Modbus协...

PLC无线监控方案

背景 PLC在工控行业应用已经很普遍了,PLC的稳定实用受到了大家的欢迎,随着PLC现场应用的迅速增....
发表于 2020-03-31 09:53 67次阅读
PLC无线监控方案

通过采用AIFCS现场总线实现化纤厂房中央空调控...

对于化纤生产来说,Q/A空调系统是影响品质的关键因素,智能控制系统是由中央管理站、各种AI显示控制仪....
发表于 2020-03-31 09:46 76次阅读
通过采用AIFCS现场总线实现化纤厂房中央空调控...

基于RS422通信板实现分布式DNC控制系统的网...

机械制造业从单机自动化发展到分布式DNC控制系统,在技术上首先要解决的是数控机床计算机(上位机)的信....
发表于 2020-03-31 09:41 78次阅读
基于RS422通信板实现分布式DNC控制系统的网...

基于现场总线技术实现笔架山水厂泵房控制系统的设计

近年来,无论在大型的自动化展览会,还是在学术交流会上,现场总线始终是一个热门话题。现场总线给工业自动....
发表于 2020-03-31 09:22 66次阅读
基于现场总线技术实现笔架山水厂泵房控制系统的设计

如何解决单片机系统失效的问题

一个单片机系统的可靠性是其自身软硬件与其所处工作环境综合作用的结果,因此系统的可靠性也应从这两个方面....
发表于 2020-03-30 15:31 96次阅读
如何解决单片机系统失效的问题

基于CAN现场总线的集散型火灾报警控制系统设计

CAN(Controller Area Network)即控制器区域网——一种有效的支持分布式控制和....
发表于 2020-03-30 15:23 54次阅读
基于CAN现场总线的集散型火灾报警控制系统设计

采用西门子profibus dp高速现场总线实现...

山东德州兴泰纸业公司是山东照东方纸业集团新建的具有国内领先水平的高档板纸生产企业。其高档板纸项目为国....
发表于 2020-03-30 10:53 77次阅读
采用西门子profibus dp高速现场总线实现...

基于mm440变频器实现连铸机切割自动控制系统的...

济钢集团第三炼钢厂是济钢集团“十五”期间的重点投资项目,引进的是国内外一流的先进设备和自动化控制技术....
发表于 2020-03-30 10:46 99次阅读
基于mm440变频器实现连铸机切割自动控制系统的...

采用netTAP系列通用网关实现现场总线从站到串...

智能控制仪表是工业控制中最常用的控制器之一,其主要是针对某一特定的参数(如压力、温度、流量等),采用....
发表于 2020-03-30 10:14 809次阅读
采用netTAP系列通用网关实现现场总线从站到串...

通过CAN-bus总线对室内空调的温/湿度模拟系...

本系统是一个室内空调温/湿度控制系统的模拟系统数据采集及控制中心通过CAN-bus 总线定时采集各个....
发表于 2020-03-30 09:38 117次阅读
通过CAN-bus总线对室内空调的温/湿度模拟系...

利用基金会现场总线技术对唐钢煤气焦化厂控制系统进...

唐钢煤气焦化厂化产车间仪表系统参数检测和控制采用的全部是模拟仪表,有些甚至为老式的II性仪表,存在着....
发表于 2020-03-30 09:26 91次阅读
利用基金会现场总线技术对唐钢煤气焦化厂控制系统进...

请问用单片机做仪表和用PLC做自动化有什么差别?

大家好,我本来是做电子的,用单片机做了一个仪表,现在需要用PLC做一套自动化系统来配合仪表使用,我之前没有接触...
发表于 2020-03-29 22:43 62次阅读
请问用单片机做仪表和用PLC做自动化有什么差别?

基于ARM处理器和CPLD技术实现智能移动机器人...

该系统设计的轮式移动机器人机械导航结构采用四轮差速转向式的机械机构,前面两个轮是随动轮,起支撑作用,....
发表于 2020-03-29 10:44 143次阅读
基于ARM处理器和CPLD技术实现智能移动机器人...

stm32仿三菱程序下载问题

下载时它们是怎么通信的,各自都发送的什么[code] #define ENQ         0x05 ...
发表于 2020-03-29 09:19 185次阅读
stm32仿三菱程序下载问题

基于工业以太网、PLC和总线技术实现转炉工业控制...

马钢第三炼钢厂4#转炉工程采用了当今世界上先进的现场总线控制系统,即西门子公司的PCS7控制系统。其....
发表于 2020-03-28 10:58 131次阅读
基于工业以太网、PLC和总线技术实现转炉工业控制...

[资料] 实战项目labview作为服务器和客户端的交替使用

实战小程序!三菱PLC通讯!服务器和客户端的桥接! ...
发表于 2020-03-25 19:24 385次阅读
[资料] 实战项目labview作为服务器和客户端的交替使用

关于PLC的问题

生产线有三台三相异步电动机要求必须按顺序手动启动,统一停止,请为其设计程序并上传 ...
发表于 2020-03-21 18:15 135次阅读
关于PLC的问题

LabView安装程序发布,无法读取PLC数据

    用Labview做了一个上位机界面,通过 OPC 与欧姆龙NX PLC通讯,在开发环境中测试运行正常,并且...
发表于 2020-03-19 17:34 133次阅读
LabView安装程序发布,无法读取PLC数据

51单片机怎样使用i/o输出信号去作plc的输入信号呢?

我要实现当51单片机的io为1,plc有输入信号;io为0时,plc没有输入信号,或者反过来也行(plc是s7-200,不使用串口通信...
发表于 2020-03-15 12:11 281次阅读
51单片机怎样使用i/o输出信号去作plc的输入信号呢?

分布式控制系统的组成是什么?

由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路,同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统 。分布式控制...
发表于 2020-03-13 09:02 93次阅读
分布式控制系统的组成是什么?

通过OPC服务器采集的设备数据转为MQTT,实现云端发布或订阅

        通过OPC服务器软件建立通讯,进行实时数据采集监控,然后将相关数据转换为...
发表于 2020-03-10 14:23 489次阅读
通过OPC服务器采集的设备数据转为MQTT,实现云端发布或订阅

破解西门子S7协议,实现PLC无编程即可直接访问。完全替代落伍的OPC

《龙哥labview手把手视觉设计》报名链接: 《双ccd+视觉通用框架-LabVIEW视觉必学高阶课程》报名链接: 终于...
发表于 2020-03-06 16:15 838次阅读
破解西门子S7协议,实现PLC无编程即可直接访问。完全替代落伍的OPC