PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線在熄焦車控制系統(tǒng)中的應用
加入技術交流群
（2）ET200M分布式I/O從站
由于大量I，O設備分布在現(xiàn)場，且距主站較遠，直接連接非常不方便，系統(tǒng)配置了ET200M模塊來解決上述問題。安裝在現(xiàn)場的ET200M分布式I／O站最大限度地降低了信號傳輸電纜的數(shù)量，有效地簡化了現(xiàn)場布線復雜性。
3．3網絡介質
本系統(tǒng)現(xiàn)場總線網絡采用屏蔽雙絞線連接，抗干擾能力強且造價低廉。網絡的接口為基于雙絞線的ETARS485協(xié)議接口，通訊方式采用收發(fā)輪流進行的半雙工方式。其發(fā)送器和接收器均以差分方式工作，每個信號用兩根導線傳輸。無需公用信號，信號電平由兩根導線的差值表示，線問及外界干擾大大削弱，具有高的抗共模干擾能力，保證了網絡傳輸可靠。
4系統(tǒng)控制軟件
控制軟件結構如圖2所示。
4．1系統(tǒng)控制軟件的結構化編程方式
系統(tǒng)控制軟件的編制用SATICS7-30o語言完成，采用結構化編程方式編制。即將系統(tǒng)復雜的自動控制任務分解成為能夠反映系統(tǒng)工藝，功能的若干子任務，即分解為初始化任務，電機車1靜電機變頻器控制任務、電機車電機變頻器控制任務，車載旋轉焦罐變頻器控制任務、系統(tǒng)通訊任務，再分別對各子任務編制相應的控制程序模塊如圖2所示，最后創(chuàng)建組織塊OB1，形成模快化結構程序。
在程序運行時，PLC連續(xù)循環(huán)執(zhí)行組織塊OB1，在OB1中調用相應的程序塊，在其下載到CPU后，PLC就循環(huán)掃描執(zhí)行這些程序。
4．2系統(tǒng)自動定位停車控制算法
系統(tǒng)中的熄焦車和車載旋轉焦罐設備均有自動定位停車的控制要求。本課題組采用最優(yōu)控制思想并結合系統(tǒng)各種約束條件設計出設備的優(yōu)化運行模型。每一運行周期，PLC控制器依據(jù)優(yōu)化運行模型計算出該次定位停車過程控制指令的期望值，并通過對設備運行過程中實際速度和距目標位距離等現(xiàn)場參數(shù)的分析，給出控制指令的修正值，控制器最終輸出到傳動系統(tǒng)的控制指令為Uo-Ur=△U。
該算法能有效提高定位精度，且簡單、適應性強。
4．3系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊
系統(tǒng)的現(xiàn)場設備與PLC之問通過PROFmUS-DP總線可以完成數(shù)據(jù)的讀寫和過程數(shù)據(jù)的傳輸，如控制字，狀態(tài)字，給定值和實際值等。
本系統(tǒng)主站核心模塊CPU315-2DP具有PR0FmUS-DP接口，無需另外的通訊接口單元。借助于CBP2通訊接口板，變頻器通過PR0FmUS-DP現(xiàn)場總線與SATICS7-30o可編程控制器連接。在編程軟件STEP7中完成硬件網絡組態(tài)，為變頻器分配網絡地址。該地址必須與變頻器CBP2板中設置的相同，在PLC程序組織塊OBI中選用SFC14“DPRD—DAT”，SFC15“DPWB_DAT”系統(tǒng)功能塊向變頻器的CBP2模塊讀取，發(fā)送數(shù)據(jù)。
以電機車1#變頻器為例，如圖3所示，其控制字單元FO地址從W靜1礎100（n）到W靜1礎10B（H），因此可進行12個字節(jié)的讀取，寫入調用系統(tǒng)功能塊SFC15，可把PLC應用程序“1#行走數(shù)據(jù)”塊中從DB11．DBX0．0開始的12個字節(jié)的內容寫入1#變頻器的控制存儲單元，包括初始化控制字，運行方向控制字、當前速度給定控制字、變頻器使能控制字等，控制變頻器運行。調用系統(tǒng)功能塊SFC14，可把1#變頻器的電機轉速實際值等狀態(tài)字讀入“1#行走數(shù)據(jù)”塊從DBII．DBX12．0開始的12個字節(jié)的單元中。
5結束語
本控制系統(tǒng)應用PROFmUS-DP總線技術實現(xiàn)分布式控制，使現(xiàn)場布線的復雜性有效簡化，不僅節(jié)省大量電纜及敷設費用，而且調試維護簡單方便，大大提高了系統(tǒng)的實用性、可靠性和開放性，充分體現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術的優(yōu)越性。系統(tǒng)目前已投入試運行，工程實踐證明，達到了預期的控制要求，控制精度高，運行穩(wěn)定，抗干擾能力強。
評論