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基于变频器的FCS工控网

时间:2017-5-18 14:30:00   来源:本网   添加人:admin

  1项目成果的主要内容现场总线是自动化领域的一次革命,是目前自动化技术的热点和今后发展的方向,基于现场总线的控制系统FCS将逐步取代DCS.研究现场总线的应用,提高应用水平是一项非常重要的任务和有益的工作。

  1.1总体方案本组态软件是一个工业自动化软件,提供一个实时数据和数据处理。FIX的基本功能为:数据采集a)从IT设备集数据b)与IT的1八)设备直接通讯c)通过I/Odriver,与I/O设备的接口数据处理a)处理、使用所取数据示控制、报警、报表、数据存档等当然,除了FIX组态软件以外,还需各自PLC的操作软件。

  1.2Piofibus-DP的主要技术内容1.2.1组成总线的硬件Profibus网是德国及欧洲非常流行的工控网络之一,是IEC61158国际标准的八个子集之一和欧洲(ProcessAutomation),分别代表现场级、车间级和工厂管理级Profibus有较高的实时性,数据传输速率为9.5Kbit/s-12Mbit/s.响应时间为几百微秒到几百毫秒,传输技术主要用RS485,传输介质是双绞线和光纤。我们实验室根据专业特点和现有设备采用Profibus-DP网络,具有经过优化的组态图创建、廉价的通讯连接,实现自动控制系统和设备级分散I/O之间的通讯控制。

  上)CP5611网卡(实现FIX和Simatic-S7软件和PLC之间的通讯而插在计算机PCI插槽上)Internet)网专用电缆和接口从站之间的间接)组网技术是工控网的核心技术,集计算机、数据通讯、PLC、变频技术、组态技术于一体。

  硬件驱动程序。

  -DP主站模块插入S7-300PLC插槽中。

  鲁将Profibus-DP从站模块插入变频器专用RS-485接口中。

  接口相联。

  -DP主站和从站用双绞线相连,并在Profibus-DP网的首端和终端两头接上终端电阻。

  -S7软件中,打开硬件配置程序。将Profibus -DP网中的所有硬件都添加到配置文件中,并设置各自的硬件属性,包括Profibus-DP的网络通讯协议、传输速率等。配置好以后将配置文件保存并退出硬件配置程序。

  Simatic-S7软件中,打开step7编程程序,编制一段S7PLC的程序,该程序其实是Profibus-DP网的核心部分,起着一个承上启下的作用。这段程序既接受和发送上位机(计算机)的数据,又接受和发送终端机(变频器)的数据,达到计算机监控或控制的要求在该程序中包括PLC的初始化、通讯传输速率以及数据的处理方式等。

  将编制好的硬件配置文件和程序文件等通过CP5611网卡传送到S7-300PLC中。

  配置PLC和PC之间数据包的传送方式打开Simatic -S7软件中的COM -S7程序,该程序用于设置PLC和PC之间数据交换的一个二进制文件,使PLC的数据和FK软件进行通讯的数据格式一致D安装I/Odriver及配置S7-I/Odriver因为在FIX软件中本身不支持S7-I/Odriver,因此必须先安装S7-I/0driver,才能使配置达到FK软件和PLC之间的通讯要求。

  打开变频器,分别设置它们的站号、传输速率及Profibus-DP的一些专用选项等。

  1.2.3组态控制及应用实例下面通过一个应用实例来介绍组态控制的过程。如要求控制4变频器以50HZ的频率运行,3变频器以40HZ的频率运行。则在FIX组态软件中点击相应的控制点来改变原来的参数(原先已设好各按钮、数据框等属性),则该软件将所有的数据(包括改变的和没改变的参)打包并转化成二进制文件。PLC根据一定的刷新频率从PC中接受,并将接受的打包文件解开,根据所编制的程序来实现其运行。运行结果即根据要求改变了的3和4变频器的参数。然后根据一定的刷新频率将程序中编制的要求分别将参数送给每台变频器。当3、4变频器接收到PLC送给它的参数时,即改变它们的现有状态。然后PLC又根据一定的刷新频率将接收每台变频器的当前参数,并打包成二进制文件,再将之发送给PC,PC则将该文件解包来刷新所有的参数。(即包括变频器的当前运行情况也接收过来)从而改变FK监控中的相应参数。控制过程即是这样一个数据交互,并根据设置要求运行的过程。

  1.3CC-Link的主要技术内容CC-Link是日本三菱公司最新研发的一个工控网。该总线在亚洲地区的应用比较多。CC-Link的组网方式及其控制方式与Profibus -DP相差不大。在这里就不作详细介绍。

  -Link和Profibus-DP的几个区别作简单介绍。

  -Link中并不像Profibus-DP那样需要特定的硬件配置,只需编制好程序即可。同样该程序是CC-Link中的核心部分。

  CC-Link在程序传送到PLC时,是通过PC的COM口和PLC的CPU模块直接插电缆相连,而在FK监控时则是COM口与RS232模块相连。

  间的数据包传送方式。

  -Link中并不需要安装MITSUBISHI-I/Odriver,其实在FIX软件中已将第三点和第四点安装好了。

  我们实验室中建设的这两个工控网,CC -Link的成本要明显的比Profibus-DP经济的多,而且在调试的过程中CC -Link比Profibus-DP简单的多。但Siemens公司的Profibus-DP的组网严谨是显而易见的。因此它们之间各有千秋。在工厂实践中若要选择二者之一的话,则要综合比较选用网络的精确性、可操作性、可控性、经济性和鲁棒性等。通常,若这个网络非常重要的话,应该选择Profibus网,而在一般场合,则还是选择CC-link网,因为比较经济。

  3结束语现场总线控制系统的简约形式,体现了以人为本的思想。现场总线开放、互联的质内含和不断发展的技术必然导致新一代的自动控制系统。

  本文介绍的应用系统在技术上可以组成实用的自动化生产线,也可以作为立体仓(车)库的物流控制选用方案。

  本项目的研制成功,得到了本单位的大力支持和领导的关心。在研究建设过程中,我们得到了上海市自动化协会彭瑜老师的指导,杨卫平老师在去加拿大进修之前做了部分前期准备工作,在此一并表示感谢。

  (课题组成员:丁斗章、王志刚、宋国强、付晓刚、Siemens公司Profibus-DP、PLC、变频器的有关技术资料上海三菱公司(:(:-1111£、变频器的有关技术资料。上海。

  于常友、斯可克。IEC61158中不同现场总线的评价和选择“夏德海。现场总线的现状及其应用。DCS应用技术和现场总线学术研讨会。(海口)。

  阳宪惠。现场总线技术及其应用。清华大学出版社。1999年版。