當(dāng)今，Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)越來越廣泛地運用于造紙機配套設(shè)備的電氣控制上。由于Pmfibus-DP控制技術(shù)的引入，極大地增強了整個控制系統(tǒng)的可靠性、可維護性，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度利系統(tǒng)信息的整合能力。我公司在2004年年初引進的一臺臺灣川佳公司最大車速300m／min，切紙寬度1400mm半同步旋卷向板紙切紙機，其控制系統(tǒng)就運用了Profibus-DP現(xiàn)場總線控制技術(shù)。
1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該切紙機的控制系統(tǒng)主要由西門子公司S7-300控制器，西門子公司的變頻器、運動變頻器，以及西門子公司的TP-170B觸摸屏Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)組成。示意圖如下：
圖1 控制系統(tǒng)架構(gòu)
在切紙機的通訊總線上S7—313C-2DP作為主機，MasterDriverVC、MasterDriverMC變頻器利人機界面TP-170B作為從機。其主站S7-313C-2DP系列PLC控制器是兩門子公司的中小型PLC系統(tǒng)，模塊化的設(shè)計以及各種通用、專用模塊使系統(tǒng)配置變得簡單，通過STEP7編程可以實現(xiàn)生產(chǎn)上所需的各種要求，應(yīng)用十分方便。MasterDriverVC、MC變頻器是矢量控制和運動控制的專用變頻器，具有良好的控制性能利控制品質(zhì)，能定義控制上所需要的各種參數(shù)利組態(tài)各種控制規(guī)律，加上CB通訊板（PROFIBUS通訊模板）能和PLC-300控制器進行良好的通訊利數(shù)據(jù)交換，并將主機控制命令準(zhǔn)確地發(fā)送MasterDriverVC、MasterDriverMC，使之按預(yù)定的運行曲線工作。TP-170B是兩門子公司的小型觸摸屏式人機界面，通過PROTOOL組態(tài)軟件十分方便的生成各種控制畫面和所需的過控制按鈕，界面生動友好。
川佳切紙機通訊采用PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線技術(shù)，在總線數(shù)據(jù)信息的傳輸過程中，兩門子的S7-313C-2DP控制器作為主站，用以控制總線上的數(shù)據(jù)傳輸，可與人機界面利變頻器直接交換信息，負(fù)責(zé)讀取懸掛在總線上的所有分布式I／O模塊的變頻器狀態(tài)字（包括數(shù)字量和模擬量），同時進行變頻器控制字（數(shù)字量）的傳送。TPI70B作為從站，則必須通過S7-313C-2DP主機控制各變頻器利其它控制元件的工作，主要用于生產(chǎn)過程的操作和監(jiān)視。
2 控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)
在變頻器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的建立過程中，首先要完成總線上所掛硬件裝置的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，這可在編程軟件STEP7中實現(xiàn)。由編程軟件為每個傳動變頻器分配網(wǎng)絡(luò)地址，而且該網(wǎng)絡(luò)地址必須與傳動變頻器中CB板中設(shè)置地址相同。同時在軟件的編程過程中，必須給PLC-300分配傳送和控制的數(shù)據(jù)字地址，然后在組織塊OB中選用SFCI4“DPRDDAT”，SFCI5“DPWRDAT”系統(tǒng)功能塊向變頻器的CB模塊接受／發(fā)送過程數(shù)據(jù)。
由于采用的ROFIBUS-DP通訊協(xié)議的信息分為協(xié)議頭、用戶數(shù)據(jù)利協(xié)議尾。用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被指定為參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象（PPO），有的用戶數(shù)據(jù)帶有參數(shù)過科數(shù)據(jù)區(qū)域，有的用戶數(shù)據(jù)僅由過程數(shù)據(jù)組成。變頻傳動總共定義了5種PPO類型，該機選PPO型5。參數(shù)值PKW是變頻器運行要定義的一些功能碼，如最大頻率、基本頻率、加／減速時間等，過程數(shù)據(jù)PZD姆傳輸控制字利設(shè)定值（主一變頻器）或狀態(tài)字利實際值（變頻器一主）等輸入／輸出的數(shù)據(jù)值。
變頻器與S7-300通訊，必須完成下列變頻器功能碼的設(shè)置：P918（PROFIBUS地址），喂紙、橫刀、低速帶分別設(shè)置為4、5、6，設(shè)定參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象PPO類型P712.1-5，傳送波特率P701=19200bps，控制類型、命令源和控制方式的選擇以及控制功能的組成和連接等。同時還要對傳動變頻器進行PRoFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，P554.1（控制字1的第0位，使能）-3100，P565.1（控制字1的第7位，故障復(fù)位）=3107，P573.1（控制字1的第14位， 速度升高）=3113，P574.1（控制字1的第15位，速度下降）=3114。P734.1狀態(tài)字1， P734.2速度反饋字2，P734.3電壓反饋字3，P734．4電流反饋字4，P734.5馬達溫度反饋字5，P734.6馬達力矩反饋字6，P734.7狀態(tài)字2，P734.7、P734.8偏籌值反饋字8、9等等。
3 控制軟件的組態(tài)
數(shù)據(jù)通訊：在PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)建立后，必須對PLC和變頻器的通訊接口模塊初始化，分配各總線地址，總線標(biāo)準(zhǔn)和總線上的波特率，這樣就可以實現(xiàn)PLC和變頻器以及TP170B人機界面之間的數(shù)據(jù)交換。定義PROFIBUS-DP上傳送的控制字和狀態(tài)字以及傳送數(shù)據(jù)。
控制畫面： 在TPI70B上面可以容易地使用PROTOOL軟件根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計控制對象的控制畫面，并能夠適時地切換控制畫面。
調(diào)試過科畫面：可以通過人機界面上顯示的各電機電流、電壓和頻率實際值來進行變頻器參數(shù)的調(diào)整。
故障報警：人機界面上設(shè)計出的報警畫面可以很方便知道故障方位，十分有利于該設(shè)備的維護。
4 結(jié)束語
這臺川佳切紙機在調(diào)試好運行后，一直能正常工作未出現(xiàn)電氣控制故障，較好完成了生產(chǎn)任務(wù)。
（轉(zhuǎn)載）
