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澳门新葡亰2222下载app:采用现场总线和PLC器件实现板坯连铸机电气自动控制系统的设计



1、小序

板坯连铸机电气根基自动化节制系统是包管连铸机正常临盆的关键系统,相对其它系统而言,对付系统硬件的靠得住性、稳定性上要求更高。济钢三炼钢板坯连铸机根基自动化节制系统,采纳德国SIEMENS公司的S7系列产品,组合成仪控合一的根基自动化节制系统,PLC之间互相通讯的序言为PROFIBUS总线。PROFIBUS总线在板坯连铸机系统中利用广泛,在设备运行历程中显示出了它强大年夜的稳定性和靠得住性。

2、PROFIBUS总线简介

PROFIBUS协议布局是根据ISO7498国际标准,以开放式系统互联收集(Open System Interconnection-OSI)作为参考模型的。该模型共有七层, 第一层为物理层,第二层为数据链路层,第三-六层未澳门新葡亰2222下载app应用,第七层为利用层亦即用户接口层。用户接口规定了用户及系统以及不合设备可调用的利用功能,并具体阐清楚明了各类不合PROFIBUS设备的设备行径。PROFIBUS由三个兼容部分组成,即:(1)PROFIBUS_DP(Decentralized Periphery)是一种高速低资源通信,用于设备级节制系统与分散式I/O的通信。应用PROFIBUS_DP可取代24VDC或4-20mA旌旗灯号传输;(2)PROFIBUS_PA(Process AutomaTIc)专为历程自动化设计,可使传感器和履行机构联在一根总线上,并有本征安然规范;(3)PROFIBUS_FMS(Fieldbus Message SpecificaTIon )用于车间级监控收集,是一个令牌布局,实时多主收集。

3种PROFIBUS(DP、FMS、PA)均应用同等的总线存取协议。该协议是经由过程OSI参考模型第二层(数据链路层)来实现的。它包括了包管数据靠得住性技巧及传输协讲和报文处置惩罚。但以PROFIBUS_DP的高速、高靠得住性、低资源通信利用最为广泛,济钢三炼钢板坯连铸机系统中的收集通讯采纳的便是PROFIBUS_DP总线。其特性及现场利用先容如下。

3、PROFIBUS_DP节制收集在连铸机中的利用

3.1 连铸机系统总线的拔取

在种类繁多的现场总线中,PROFIBUS_DP以高速低资源通信的上风,用于设备级节制系统与分散式I/O的通信,满意了临盆历程现场级数据可存取性的紧张要求,应用PROFIBUS_DP可取代24VDC或4-20mA旌旗灯号传输的通信需求。另一方面又具有澳门新葡亰2222下载app单元级领域的所有收集通信功能。分外在现场“分散I/O”领域,大年夜量的、各类各样的、可连接的现场设备,如:变频器、MP270、C7等都可连接应用。现场PROFIBUS_DP利用中采纳RS-485双绞线作为传输介质,波特率为1.5M bit/s。

3.2 连铸机系统PROFIBUS_DP总线的布局形式

PROFIBUS_DP现场总线技巧的存取节制,一方面同一级的可澳门新葡亰2222下载app编法度榜样节制器或PC之间的通信必须使每一个总线站(节点)在确定的光阴范围内能得到足够的时机来处置惩罚它自己的通信义务。另一方面,繁杂的PLC或PC与简单的分散的历程I/O外围设备之间的数据互换必须是快速而准确的。

(1)总线主-从法度榜样。三炼钢连铸根基自动化系统有四大年夜主PLC及结晶器液位、结晶其调宽和各单体设备PLC组成,各PLC即互相自力,又经由过程PROFIBUS_DP总线互相联系通讯,单就其四大年夜主站单体而言,此中PLC作为主站,它认真在预定的信息周期内轮回与从站互换信息,发送节制信息,读取从站的状态等,如图1。

DP主站与DP从站间的通信基于主-从道理。也便是说,只有当主站STRAND PLC哀求时,总线上的DP从站才可能活动。DP从站被DP主站按轮询表依次造访。DP主站与DP从站间的用户数据继续地互换,而并不斟酌用户数据的内容。图2指出在DP主站上是如何处置惩罚轮询表的。DP主站与DP从站间的一个报文轮回由DP主站发出的哀求帧(轮询报文)和由DP从站返回的有关应答或相应帧组成。

(2)PROFIBUS_DP混杂总线存取节制要领。在自动化节制实际利用领域中,PROFIBUS_DP混杂总线存取节制要领利用最为广泛,适用于制造业自动化、流程工业自动化以及交通电力等其他领域自动化。应用混杂的总线存取节制机制可实现主动节点(如公用PLC、铸流PLC等)间通信的令牌通报法度榜样和用于主动站(如公用PLC)与被动站(从站ET200M等)间通信的集中的主-从法度榜样。

结合现场实际必要,连铸机根基自动化PROFIBUS_DP总线采纳混杂总线存取节制要领(如图3),当一个主动节点公用PLC(总线站)得到了令牌,它就行使主站功能并在总线上与其他从站(ET200M、VVVF、C7等)和主站节澳门新葡亰2222下载app点(如铸流PLC等)进行通信。在总线上的报文互换是用节点编址的措施来组织的。每个PROFIBUS节点有一个地址,而且此地址在全部总线上是独一的。在一个总线内,最大年夜可应用的站地址范围是在0到126之间。这便是说,一个总线系统最多可以有127个节点(总线站)。

3.3 连铸机系统SIMATIC S7 PROFIBUS收集节制布局

连铸机系统采纳的现场总线——PROFIBUS_DP集成在SIMATIC S7系统内部。分散连接的I/O外围设备(ET200M、VVVF、C7等)经由过程DP协议由STEP7组态对象整个集成在系统中。这便是说,已在组态和编程阶段,把分散的I/O设备(如STRAND PLC各远程站RIO S_LC312、RIO S_LC316、RIO S_LC214等 )作为类似于在中间子机架或扩展机架中的本地I/O来对待。起着类似于中间子机架的I/O模块的感化,起着扩展功能。SIMATIC S7供给集成的或插入的PROFIBUS_DP接口用于连接有更繁杂功能的现场设备(如结晶器调宽MP270、操作面板C7等)。因为PROFIBUS第1层、第2层的特点和一直履行的内部系统通信(S7功能),是以,可将编程装配(PG)、PC、HMI等设备与SIMATIC S7 PROFIBUS_DP系统直接连接通讯,进行监控和操作(图4)。

在图4中,全部收集上级节制有四台上位机OPS1、OPS2、OPS3、OPS4,这四台上位机用于工业现场,由它可以来实时监控现场设备运行状态,并可将设备运行环境经由过程曲线或翰墨的形式记录下来,同时操作职员可在HMI长进行远程节制。

四台上位机经由过程以太网分手与四大年夜主站(公共PLC、铸流PLC、仪表PLC、后部PLC)PLC进行通讯,实时监控现场设备的运行。从图中可以看出零丁利用PROFIBUS_DP网可用于节制大年夜中包系统、引锭卷扬系统、铸流系统、后部辊道系统等,总线构成主-从法度榜样。在铸流PLC系统中,有一个主站,八个远程站(I/O),主站又经由过程PROFIBUS_DP网同结晶器振动PLC、结晶器液位节制PLC、拉矫驱动PLC进行通讯,总线构成混杂总线存取节制要领。从而构成了连铸全部收集节制系统。为方便处置惩罚现场变乱,在现场设有一台编程器(PG),它可以经由过程PROFIBUS_DP接口与在线PLC进行实时通讯,监控现场设备运行状况。接口采纳的是9针D型连接器RS485协议用于总线站与总线的互相连接。

4、停止语

为高速传输用户数据而优化澳门新葡亰2222下载app的PROFIBUS_DP协议分外适用于可编法度榜样节制器与现场级分散的I/O设备之间的通信。PROFIBUS_DP总线在板坯连铸机电气自动节制系统的利用,验证了PROFIBUS_DP总线在现场节制方面的稳定性和靠得住性,不仅前进了自动节制水平,而且能大年夜大年夜前进临盆率和低落停机光阴,为稳产、高产打下坚实的根基。

责任编辑:gt

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