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PROFIBUS—DP现场总线在装盘机中的应用

发布时间:2020-05-27 发布时间:
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  现场总线是工厂自动化进程中现场级通信的一次数字化革命,它是连接控制系统中现场装置和设备的双向数字通讯网络,使自控系统与设备加入工厂信息网络,成为企业信息网络底层,直到生产现场。现场总线设备不需要框架、机柜,可以直接安装在现场导轨槽上。它以数字二进制信息代替传统的触头开闭信息,只需一根电缆线就能传输大量电的信息,大幅度提高工作的可靠性。
1 PROFIBUS—DP现场总线简介
  PROFIBUS(过程现场总线)是一种标准化的、开放式的通讯网络。它由三个兼容部分组成,即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—PA、PROFIBUS—FMS。其中PROFIBUS—DP是一种高速且价廉的通信连接,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。可取代原设备级的4~20mA(模拟量)/24V DC(开关量)信号传输。本文介绍的就是DP部分的应用。一个完整的PROFIBUS— DP网络是由相应的模块、总线电缆及终端电阻组成的,由与之相兼容的PLC或控制器进行控制。通常包括一个单独的主站(PLC)和一些从站,主站和从站之间采用主一从方式进行工作;在一个系统中可有多个主站,主站之间通过令牌传送方式,以保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权(令牌),主站得到令牌时可与从站通信,每个主站均可向从站发送或读取信息。它可容纳大量的I/0点,一个系统最多可有126个节点,数千个模拟量和数字量。每个模块均有LED提供各种诊断信息,输入输出通道有与之相关的双色LED来指示它们的状态。模块的故障状态信息可以通讯到PROFIBUS—DP的主站上,可由控制程序进行处理。在现场模块的上部是一个5针的minifast接插件,用于提供电源,它有两个独立的电源回路,一个是“BUS”回路,为模块及输入通道提供电源;另一个是“POWER”回路,为输出通道提供电源。
2 PROFIBUS—DlP在装盘机中的应用
  我公司生产的YJ35A装盘机,是一种采用传统触点控制方法将烟支或滤嘴棒自动装到盘上的设备。机器上有八个交流电机进行驱动控制,并且布置有大量的传感器,是较为复杂的输送系统。现场设备是通过4~20mA 的电流信号与计算机交换信息,这种传输方法现场安装工作量大、投资高、传输精度较低、易受干扰。最近,我公司在对其电气控制系统的升级改造中便成功地采用PROFIBUS—DP取代原来的传统触头开闭控制,开发出了新一代产品YJ35C。
2.1 硬件系统
  YJ35C电气控制系统硬件框图如图1所示。控制系统以西门子6ES7 314CPU为核心,配置了数字量I/0模块6ES7 322、通讯处理器6GK7/342。TURCK公司总线电缆RSSW RKSW 455— 4M、电源电缆RKM50—5XOR—RSM、电源T型接头RSM一2RKM 50、现场模块FLDP—IM8、FLDP—10M248、FLDP —IMl6及终端电阻RSS4.5一PDP—TR等组成PROFIBUS—DP控制系统。

 

  PLC S7 I/O模块主要连接电控柜断路器、接触器、按钮、指示灯、变频器等执行器件。TURCK公司PROFIBUS—DP现场模块防护等级为IP67,可以直接安装于工业现场。现场传感器、执行器就近连接在PROFIBUS—DP现场模块上。
  网络末端安装终端电阻,用来吸收网络信号传输过程中的剩余能量,起到稳定和调整信号的作用。[page]
2.2 软件程序简介
  控制系统软件框图如图2所示。物料流从传送区送到料斗,从那里由装盘系统装到盘中,在生产方式中,物料流也可经过物料传送装置传送到下游机器。空盘输送装置将一个空盘送到装盘系统下方,装盘系统保证将盘均匀装满,在装盘过程中,垂直下降盘台有两条链驱动缓慢降下。装盘完成后,将盘降到满盘输送装置上,然后满盘台把它输送到满盘提升机的下位盘台上。满盘提升机将盘提升到方便的高度,以便运走。

 

2.2.1 物料流的传送程序
  物料经由手动取样和垂直提升送到YJ35C料斗。M6电动机直接驱动水平输送带,而且通过离合器Y2间接驱动垂直提升带,光电开关B52和B53用来监测料位,分别控制M6转动或离合器Y2开合,电动机的速度可变频调速,而且用时钟脉冲控制,时钟脉冲由接近开关BIO0与定时圆盘产生。B53不被遮挡,Y2脱开,垂直提升带停止;B52不被遮挡,M6经一段时间延长后停止,并通过电阻器降速。物料区传感器安装图见图3。

 

2.2.2 空盘输送程序
  当一个盘已完全装满时,接近开关B60动作,电动机M3启动,输送轨往前进,把下一个盘放到装盘系统下方,当输送机正在返回其原始位置时。促动器将顺序促动B36、B35、B37等接近开关。B36遮挡,打开装盘系统,B35遮挡,停止输送轨移动,B37遮挡,启动盘的下降过程。[page]
  如空盘台上无空盘,B38就不被遮住,又如空盘在输送过程中被卡住使1336不动作而导致生产线停止,出现如此等故障时,会通过DP2现场总线接通信号灯,发出警告信号。在发生故障时,空盘输送也可用旋钮$37控制。空盘输送传感器安装图见图4。


3 系统的优越性能
  装盘机现场传感器及执行器多而分散,采用PROFIBUS—DP工业现场总线,克服了传统的敷线量大、故障点多、安装调试困难等缺点,具有良好的优越性能,具体如下:
3.1 现场总线技术增强了现场级信息集成能力。
3.2 系统可靠性好,可靠的数据传输、快速的数据响应及强大的抗干扰能力。
3.3 可维护性好,快速简便的安装,降低系统及工程成本,有较高的性能价格比。
3.4 系统是开放式、互操作性、互换性、可集成性的。
3.5 防护等级为IP67,适合安装于工业现场。
3.6 能自动诊断故障位置,可诊断包括现场设备、装备和连接件的短路及断路故障。  


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