PROFIBUS现场总线在物料输送控制系统中的应用

来源:南粤论文中心 作者:马丽萍1。孙义学2 发表于:2010-04-13 09:35  点击:
【关健词】PROFIBUS;总线;控制系统
摘要:本文对物料输送系统的工艺原理、结构及功能进行了介绍,阐述了系统的硬件组态及软件编 程过程,将Profibus现场总线应用到化肥包装输送控制系统中,实现了PC与PLC、PLO与 PLC之间的通讯,应用后解决了传统控制方案中敷线过多的问题,提高了系统的可靠性、安全性, 并充分满足化肥包装自动控制要求。

0引言
物料输送系统广泛应用于产品包装、流水作 业、检测等相关行业中,对监控系统的准确性、可靠 性以及自动化水平都有很高的要求。内蒙古化肥厂 物料输送系统采用的是传统的继电器逻辑控制方式, 故障率很高,无法提高生产速度。针对这种情况,设 计了一种以PROFIBUS现场总线为通信方式,PLC为 控制核心的控制系统。
现场总线是近年来迅速发展起来的一种数据 总线通信技术,目前主要有PROFIBUS、FF、CAN、 LONWORKS等多种形式。其中PROFIBUS是一种 用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信 与控制的现场总线技术,是一种国际化、开放式的 现场总线标准。本文主要介绍PROFIBUS现场总线 在内蒙古化肥厂物料输送系统中的应用。
1        PROFIBUS现场总线的特点
PROFIBUS(Process     Field Bus)是一个既简单,又 便宜并且有较高传送速度的设备,作为一种总线标准, 具有开放性、国际化、不依赖于设备生产商等特点。 现在,PROFIBUS现场总线已经实现了数字和模拟输 入/输出模块、智能信号装置和过程调节装置与PLC 和PC之间的数据传输,把I/O通道分散到实际需要的 现场设备附近,从而使整个系统的工程费用、装配费 用、硬件成本、设备调试和维修成本减少到最低。
由PROFIBUS构成的兼容网络系统可应用于不
同的场合:PROFIBUS—FMS提供强有力的通信功
能;PROFIBUS—DP特别适合可编程控制器与现场 分散的I/O设备之间的通信;PROFIBUS-PA用于安 全性较高的场合,允许对设备进行完全的内部操作。
2控制系统的工艺流程及控制目标

2.1控制系统的工艺流程 包装输送控制系统分为散库和包装库两组。散
库主要存储不需要包装的散料,包装库主要进行成品
包装。主要包括:1#-8样线、A线(9#、15#、16#)、B
图1工艺流程图
 
线(1雠、19#、2嘴)、C线(1 1样、17样)、D线(12#、18样)、
E线(13#、21#)、F线(1错、22}})。各线工艺流程如 图1所示。由此图可以看出化肥运出有两条路线,具 体操作为:当化肥不需运出或包装库出现故障时, 化肥经2#皮带运向散库;包装库运行正常情况下, 化肥经5#-甜一样7}}(或8}})至A~F线运向包装库,再 由包装库将化肥运出;当散库化肥需要运出时,通 过耙料机将化肥运到3#皮带上,再经销-甜一7撑(或
8#)至A~F线运向包装库,再由包装库将化肥运出。
2.2输送系统的控制要求
1)回路启动顺序由下游向上游(来料方向为上 游),按一定延时逐个启动,若回路启动过程中无故 障,则为正常启动;若有故障则为异常启动,程序 启动遇到故障时,就不再继续往下启动。
2)回路停止顺序由上游向下游,它包括正常停 止和事故停止。正常停止为顺序停止,即正常操作 时程序按一定时间延时由上游向下游逐个停止设备。 事故停止是在启动或正常运行过程中回路中某一设备 发生故障时,上游的设备立即停止,下游设备可运行。
3)在逻辑梯形图中,凡是带有分支的连锁回路 都有记忆功能。因为前一台设备可以根据需要启动 下面各个分支回路的设备,回路梯形逻辑的记忆功 能可保证有故障回路的设备能正确停止。
4)上位机能显示出整个皮带运行状态,亦能显 示单条回路运行的设备。
3物料输送控制系统的结构
物料输送系统由上位监控机、PROFIBUS总线 适配卡、PLC(S7-300)、PROFIBUS—DP总线网络 及执行机构组成,其结构如图2所示。分布在现场 的PLC节点分别连接皮带电机、分料器、斗提返料、 三通阀、耙料机、四通阀、除铁器、破碎机等,并 通过通信接口与总线相连;监控计算机运行PLC软 件SETP7和组态软件WINCC并通过通信网卡和连

图2控制系统的硬件及网络结构
接在PROFEIBUS一总线网络上的各个单元PLC之间
进行实时通信,从而实现物料输送系统的正常工作。 上位监控计算机选用两台PC机,一台作为操作 站实现整个系统的监控和数据检测;另一台作为工 程师站完成组态软件的设计与开发、PLC程序的开 发以及将软件通过PROFIBUS总线传送至PLC的 CPU单元;总线适配卡选用的是CP5613,用来完成 现场总线与监控计算机的协议转换。为了能更好的 监控系统正常工作,包装控制室操作站和散库控制室 操作站与PLC模块CP342—5的通讯,采用PROFIBUS 总线通讯结构。包装控制室模块CPU315—2 DP与散 库模块1M153的通讯,采用PROFIBUS—DP总线通讯
结构
可编程控制器(PLC)实现各个单元的运行控 制,计算机通过编程软件对plc进行编程和调试。本 系统采用S7—300 CPU315.2DP可编程控制器作为每 个工作单元的控制系统。各个单元的PLC通过 PROFIBUS-DP总线进行信息传递,实现各单元的 动作协调。
4物料输送控制系统的硬件组态及软 件编程 网络的构成既要进行正确的物理连接,也要对
整个网络进行组态,也就是对网络进行逻辑上的连 接。这种逻辑上的组态要与实际的物理连接相同, 否则整个网络将无法工作。网络的组态完成之后都 要下载到网络的各个结点中。如果组态正确并且下 载成功,整个网络就建立起来了,能够按照组态设 计的方式和通信要求进行通信。网络组态的主要工 作是为网络结点分配网络地址,确定网络的通信速
率,以及建立网络链接。
本系统采用STEPT7 V5.3软件对各个控制单元 的PLC进行相应参数设置,如通信口的设置、MPI 地址设定、选择数据传输率等;然后对S7.300进行 硬件组态,即对S7—300的机架、电源、CPU、信号 模块等按其实际配置类型和物理地址进行组态,其 中在CPU的组态中设置总线地址,并将组态信息通 过编程通信电缆下载到PLC并进行确认。系统的硬 件组态如图3所示。
控制系统的PLC程序采用S7系列PLC软件 STEPT5.3设计开发而成。程序设计采用结构化程
成,还是需要使用与待加工梯形螺杆断面形状一致
的成形铣刀。
3)如果要加工牙槽宽度小于4mm的螺杆,由 于铣刀直径过小,刚性不足,用上述方法也难以加 工。
因此,要想得到好的形状精度和尺寸精度,最 好还是采用成形铣刀进行螺杆的铣削加工。
4结束语
本文主要介绍利用普通立式数控铣床,在不对 数控系统参数做任何修改,仅对其中一个进给轴传 动进行适当改造,将其由直线进给改为回转进给, 并介绍利用改造后的装置进行螺杆的铣削加工方法, 扩展了铣床的功能,同时论述了其优缺点。实际上, 此改造装置完全可代替价格高昂的数控分度头,用 于工件的分度铣削加工,如花键轴的铣削等。在系 统设定进给当量为0.01mm的情况下,其分度精度(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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