臥式繞線(xiàn)機是大型電力變壓器、電抗器線(xiàn)圈繞制的專(zhuān)用設備,是集自動(dòng)放線(xiàn)、自動(dòng)繞線(xiàn)及恒壓力整形(軸向和輻向)于一體的自動(dòng)化生產(chǎn)設備。設備的控制核心采用高性能PLC,設備上集成了多臺電動(dòng)機,包括主軸電動(dòng)機、軸向壓緊電動(dòng)機和輻向壓緊電動(dòng)機等,為了保證精度,這些自動(dòng)繞線(xiàn)機一般都采用變頻控制或者是伺服控制。
但是傳統繞線(xiàn)機的PLC與變頻器(含伺服驅動(dòng)器)間采用直接線(xiàn)纜連接方式,傳送4~20 mA模擬量信號或DC24 V等開(kāi)關(guān)量信號,并以此監控變頻器(含伺服驅動(dòng)器),會(huì )存在以下弊端。
1)線(xiàn)纜太多,可靠性不易保證。
2)信息集成能力不強。
3)僅靠I/O接線(xiàn)方式獲取的信息量有限,大量的數據如設備參數、故障及故障記錄等數據很難得到。
為解決這些問(wèn)題,研發(fā)了采用Profibus總線(xiàn)通信的變壓器繞線(xiàn)機。其中主軸電動(dòng)機采用交流變頻速度控制;軸向壓緊電動(dòng)機采用交流變頻轉矩控制;輻向壓緊電動(dòng)機采用交流伺服控制。設備核心控制器采用PLC。
將現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應用到此大型數控臥式繞線(xiàn)機上,即采用Profibus總線(xiàn),將A700變頻器、ACS800變頻器和LXM05B伺服與PLC組成Profibus網(wǎng)絡(luò ),很好地解決了上述問(wèn)題。
Profibus簡(jiǎn)介
Profibus由三個(gè)兼容部分組成,即Profibus-DP(DecentralizedPeriphery)、Profibus-PA(Process Automation)和Profibus-FMS(Field busMessage Specification )。
1)Profibus-DP。是一種高速低成本通信,用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用Profibus-DP可取代DC24 V或4~20 mA信號傳輸。
2)Profibus-PA。專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化設計,可使傳感器和執行機構聯(lián)在一根總線(xiàn)上,并有本征安全規范。
3)Profibus-FMS。用于車(chē)間級監控網(wǎng)絡(luò ),是一個(gè)令牌結構,實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò )。
Profibus是一種用于工廠(chǎng)自動(dòng)化車(chē)間級監控和現場(chǎng)設備層數據通信與控制的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),可實(shí)現現場(chǎng)設備層到車(chē)間級監控的分散式數字控制和現場(chǎng)通信,從而為實(shí)現工廠(chǎng)綜合自動(dòng)化和現場(chǎng)設備智能化提供了可行的解決方案。
與其他現場(chǎng)總線(xiàn)系統相比,Profibus的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩定的國際標準EN50170作保證,并經(jīng)實(shí)際應用驗證具有普遍性。市場(chǎng)調查確認,在德國和歐洲市場(chǎng)中Profibus占開(kāi)放性工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)系統的市場(chǎng)超過(guò)40%。
大型數控臥繞中的Profibus網(wǎng)絡(luò )
大型數控臥繞中的Profibus網(wǎng)絡(luò )采用Profibus-DP方式,包括如圖1所示的以下設備。
(1)PLC 1臺,型號為313C-2DP,作為MASTER,總線(xiàn)地址為2。
(2)A700變頻器 1臺,作為SLAVE,帶FR-A7NP模塊,總線(xiàn)地址為3。
(3)ACS800變頻器 1臺,作為SLAVE,帶RPBA-01模塊,總線(xiàn)地址為4。
(4)LXM05B伺服驅動(dòng)系統1臺,作為SLAVE,總線(xiàn)地址為5。
PLC中Profibus通信的程序實(shí)現方法
1.硬件組態(tài)
首先需要安裝A700變頻器、ACS800變頻器及
LXM05B伺服這些設備的GSD文件,如圖2所示。
最后依次完成A700變頻器、ACS800變頻器以及LXM05B伺服的硬件組態(tài),如圖4所示。定義硬件組態(tài)時(shí)根據實(shí)際需要選擇PPO類(lèi)型,本大型數控臥式繞線(xiàn)機中選擇的是PPO2,如圖5所示。
2.軟件編程
需要注意以下幾點(diǎn)。
1)為每個(gè)SLAVE設備創(chuàng )建一個(gè)DB塊,存儲需要通信的參數。
2)為每個(gè)SLAVE設備創(chuàng )建一個(gè)FC塊,并在其中調用SFC14和SFC15,如圖6所示。
3.變頻器和伺服驅動(dòng)器的參數設定在完成PLC程序的硬件組態(tài)、軟件編程和通信電纜連接后,需要對變頻器和伺服驅動(dòng)器進(jìn)行參數設定,包括通信地址、波特率及操作模式等。如果通信異常,則變頻器和伺服驅動(dòng)器面板上的通信指示燈會(huì )有提示。
通過(guò)在大型數控繞線(xiàn)機上應用Profibus網(wǎng)絡(luò ),省去了PLC與變頻器和伺服驅動(dòng)器間的大量I/O線(xiàn)纜,同時(shí)整個(gè)電控系統的可靠性也得到了保證�?s短了調試周期,減輕了設備的后期維護工作。