采用西门子S7-300系列PLC实现焦炉车辆系统的设计

引言

焦炉车辆由于受到现场环境的限制，其整体结构紧凑，且是多层布置，尤其是电器室由于受机械部分制约分布更加分散，往往被分割为多个且布置在不同的平台上。炼焦车辆结构复杂，动作多样，动力回路与控制回路遍布车上的各个部分，为了适应电器室的分布，减少安装空间，减少硬线布线、减少故障点，降低故障率、使故障诊断更加方便、简单、准确和直观，提高抗干扰能力和提高控制精度，广泛采用现场总线技术显得十分必要。

ProfiBus-DP是fieldBus应用于高速设备分散控制或自动化控制的现场级总线，具有严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，现已得到广泛的运用，几乎所有的常用变频器都支持该总线通讯。

1 、系统组成

控制部分采用西门子S7-300系列PLC，CPU采用具有DP接口的315-2DP模块，总线采用Profibus-DP总线，传动部分采用ABB的ACS800系列变频器，检测大部分采用的是接近开关与行程开关，输入输出信号接入就近的现场分布式I/O(ET200)分站，在液压站与操作台分别设远程I/O(ET200)分站，变频器作为远程I/O设备分站。其结构如图1-1：

2、 网络组态及参数设置

2.1 组态主站

2.1.1 S7—300主站。

2.1.2 Profibus的属性设为：DP Master。根据总线长度设置相应的传输速率。

2.1.3 在OBl中调用特殊功能块SFCl4和SFCl5，完成从站(Master Drive)数据的读和写。[page]

2.2 组态从站

2.2.1 在DP网上插入ET200M从站，定义各Profibus-DP从站地址。

2.2.2 在PLC上装载变频器的Profibus-DP通讯适配器的驱动软件ABB Drive RPBA-01。

在DP网上插入Master Drive调速装置，定义Profibus-DP从站地址，设置与主站相同的通讯传输速率。

组态Mater Drive的通信区，通讯数据区有两种通讯模式：WHOLE CONS和WORD CONS。在WHOLE CONS模式中，PZD和PKW数据区都是连续的，主站需要在PLC程序中调用SFC14和SFC15来对数据进行打包和解包。通信区与应用有关。

过程参数区(PZD)，如控制字和设定值或状态信息和实际值。

参数区(PKW)用于读/写参数，如读取故障，并且读出一个参数的特征信息，诸如最小/最大限制等。

3 、变频器参数设置

现场总线系统和传动单元之间的通讯采用数据集，一个数据集(缩写为DS)包括三个16位字，称为数据字(DW)ACS800标准应用程序支持四个数据集，每一方向上有两个，即两个用于发送，两个用于接收。

两个数据集作为主给定数据集和辅助给定数据集用于控制传动单元。传动单元分别从参数90.04和90.05中读取这两个主辅给定数据集。主给定数据集的内容是固定的，而辅给定数据集的内容可以通过使用参数90.01，90.02和90.03进行选择。

两个数据集作为主实际信号数据集和辅实际信号数据集，包含有传动单元的实际信息。这两个数据集的内容可由参数组92选定。

3.1 ACS800系列变频器提供了多种可选现场总线接口模块，在本例中选择Profibus-DP总线适配器RPBA-01插入RMIO的第一插槽内。

3.2 通过以上现场总线适配器来建立通讯。

3.2.1 98.02设为FIELDBUS，启动传动单元和现场总线适配器之间的通讯，激活模块设置参数。在实现通讯之后，模块参数可以使用传动单元里的参数组51来配置。

3.2.2 98.07设为GENERIC/选择有效的通讯协议。

3.2.3 10.01设为COMM.CW/现场总线控制字。10.07设为1/现场总线控制字(除了位11)有效。

3.2.4 11.03设为COMM.REF/现场总线给定值。

3.2.5 16.01设为COMM.CW/通过现场总线字位3使Run.Enable信号的控制有效。16.04设为COMM.CW/通过现场总线控制位7使故障复位有效。

3.2.6 其它现场总线控制的传动控制参数按实际需要设置。

4 、结论

Profibus-DP总线技术在焦炉车辆上成功应用，在运用中效果良好，从站ET200和从站ABB变频器与主站S7-300进行有效、可靠的信号传输，网络传输速率高、实时性强，抗干扰能力强。适合用于工业现场。Profibus-DP总线实现了产品的兼容性。Profibus-DP总线是一种性能优良的现场总线控制网络。

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