PROFIBUS-DP總線在回轉(zhuǎn)式水泥包裝機(jī)及輔機(jī)電氣控制中的應(yīng)用
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隨著水泥廠自動化程度的提高，水泥廠對各種設(shè)備分散控制集中管理（DCS）的需求越來越高?；剞D(zhuǎn)水泥包裝機(jī)在被大量選用的同時(shí)，在電氣控制方面也逐漸顯露出一些問題。如：雖然包裝機(jī)能夠獨(dú)立工作，但中控對包裝機(jī)的工作狀況不能作到實(shí)時(shí)監(jiān)測；在中控室不能遠(yuǎn)程直接控制包裝機(jī)的工作；對包裝機(jī)及配套輔機(jī)也不能進(jìn)行監(jiān)控。各水泥設(shè)計(jì)院在做水泥廠新線設(shè)計(jì)和老線改造過程中，也充分考慮了這種需求，要求在中控室能夠有效的對水泥廠各種設(shè)備的運(yùn)行狀況、主要技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。對于回轉(zhuǎn)式水泥包裝機(jī)及其配套輔機(jī)，要求能夠接受來自中控室的各種指令，同時(shí)將相關(guān)信息送回中控室，具體要求如下。
1、回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)在運(yùn)行的過程中，能夠?qū)⑦\(yùn)行、停止指示信號；包裝機(jī)的回轉(zhuǎn)速度等信息反饋到中控室。
2、在停車狀態(tài)下，可以提供回轉(zhuǎn)包裝機(jī)的備妥信號。
3、在運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)故障，可以向中控提供故障信號。
4、中控在收到備妥信號后，可以遠(yuǎn)程啟動、停止包裝機(jī)。
5、遠(yuǎn)程優(yōu)先模式，中控掌握包裝機(jī)的控制權(quán)，中控可以根據(jù)需要在遠(yuǎn)程和機(jī)旁之間切換包裝機(jī)的控制模式。
6、機(jī)旁優(yōu)先模式，包裝機(jī)的控制權(quán)掌握在機(jī)旁，可以通過機(jī)旁控制箱在遠(yuǎn)程和機(jī)旁之間切換包裝機(jī)的控制模式。
7、將中間倉料位信號傳到中控室。
8、可以將配套輔機(jī)的運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)信號傳到中控室，在中控室也可對配套輔機(jī)進(jìn)行啟動、停止等控制操作。
根據(jù)水泥廠與設(shè)計(jì)院的具體要求，我們在包裝機(jī)及配套輔機(jī)的電氣控制中采用了PROFIBUS-DP總線，成功解決了上述問題。
一、PROFIBUS-DP總線介紹
PROFIBUS是PROCESS FIELDBUS的縮寫，是由SIEMENS等公司組織開發(fā)的現(xiàn)場總線技術(shù)，先后成為德國和歐洲的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，并于2000年成為IEC61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)之一。我國于2001年正式批準(zhǔn)PROFIBUS為機(jī)械行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為JB/T 10308.3-2001。
PROFIBUS-DP是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。
二、系統(tǒng)硬件組成
根據(jù)PROFIBUS-DP的特點(diǎn)和水泥廠、設(shè)計(jì)院的具體要求，在包裝現(xiàn)場我們組建了一個(gè)PROFIBUS-DP從站，構(gòu)成如下：一臺西門子的S7-200系列PLC（可編程邏輯控制器）CPU224、一臺EM223(數(shù)字量擴(kuò)展模塊)、一臺EM231（模擬量擴(kuò)展模塊）和一臺EM231（PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊）。在從站中，我們將回轉(zhuǎn)包裝機(jī)、電振篩、給料機(jī)、接包機(jī)、清包機(jī)、順包機(jī)等各種配套輔機(jī)的狀態(tài)和控制信號接入PLC，由PLC控制對這些設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)測。通過EM231模擬量擴(kuò)展模塊，可以將模擬量輸入轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，用于包機(jī)轉(zhuǎn)速、中間倉料位等信號。中間倉料位信號是通過荷重傳感器和變送器，通過與中間倉內(nèi)料位的高低成正比的4-20mA電流信號采集中間倉料位；從變頻器采集與包裝機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成正比4-20mA電流信號。通過EM277模塊用PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠的PROFIBUS-DP總線上，使得包裝機(jī)及輔機(jī)的控制系統(tǒng)成為一個(gè)PROFIBUS-DP從站，從而實(shí)現(xiàn)中控室對包裝車間的協(xié)調(diào)和控制，達(dá)到整廠分布式控制的要求。
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