PROFIBUS現場總線在終粉磨的應用

1．概述
　　在自動化系統的配置中即要保證系統的先進、可靠、合理性，又要避免過剩功能，降低投資成本。2000年至2001年，我們成功地在安慶白鰭豚4#水泥磨系統應用了輥壓機終粉磨工藝，在該生產線上選用了西門子250kW變頻器對輥壓機兩磨輥電動機進行變速驅動。同時選用德國申克振動測量傳感器對輥壓機的振動進行監視。輥壓機的控制采用了新型控制系統，系統采用了Siemens SIMATIC S7-300可編程控制器，上位機采用研華工控機，由Wincc軟件實現系統組態控制，和變頻器MASTERDRIVES組成。上位系統的通訊網絡采用Siemens MPI網。各個控制站之間以及6臺矢量變頻器與控制站之間以Profibus-DP協議方式相連。它完全與電位無關地運行，其優點是，不必花費昂貴的等電位連接費用，且大大增強了網絡的可靠性。

2．輥壓機兩輥的同步運行
　　在實際生產過程中，保持輥壓機兩輥的同步運行是尤為重要的。這種同步，不僅僅是穩速運行時需要同步，而且在加減速的動態過程中也需要保證線速度的一致。為此，我們采取以下兩個措施，以達到同步的目的：

2．1提高系統的動態響應
　　所有變頻器都采用光電編碼器的反饋方式，通過矢量運算，它能夠確定和控制轉矩與磁通的電流分量，獲得同直流傳動相媲美白勺動態特性：這就從基礎上保證了同步的可實現。

2．2建立速度給定值鏈
　　在兩個變頻器之間建立裝置對裝置通訊過程，通過此方式能夠將速度給定值用數字量迅速而準確地傳遞給第一個變頻器，消除模擬信號傳遞中由于線路損耗、干擾等帶來的信號漂移、于擾所帶來的不利影響。各個分部之間不同的機械變化則由變頻器內部不同的比例因子控制，從而實現動態與穩態時各分部線速度的恒比例運行。

　　根據終粉磨系統中輥壓機對傳動的控制需求，選用西門子矢量型變頻調速器6SE70。

特點如下：
　　（1）工業型變頻器，比通用型產品更適合于環境惡劣的工業生產現場。
　　（2）標準化及模塊化。整個變頻器的結構非常緊湊，主板及擴展板都是通過總線插槽連接，各組件接近，便于維修。由于集成度的提高，使裝置具有很高的可靠性。
　　（3）抗干擾性好，運行可靠，不受元器件老化和溫度漂移的影響，能長期保持穩定的控制精度。
　　（4）適應電源電壓波動范圍廣，能自動適應電網頻率變化45～65Hz。
　　（5）具有很強的自診斷處理功能，提供有關故障原因的補充信息，使故障排除更為簡 單，維護方便。
　　（6）靈活多變的通訊能力。支持以Profibus-DP方式通訊及聯網。
　　（7）32位CPU全數字控制，組態功能豐富。
　　（8）可針對具體交流電機進行優化，以達到優良的控制性能。
　　（9）低速時也能提供額定轉矩。
　　變頻器元件板SCB2具有電隔離的RS485口，可在變頻器之間實現裝置對裝置的連接。 在這里，我們采用并行接法，將其中一臺變頻器作為主動裝置，另一臺變頻器作為從動裝 置，這樣，主動裝置能夠將系統線速度給定值傳遞至從動裝置，從而增加了整個系統的可靠性。通過在安慶白鰭豚4#水泥磨系統應用了輥壓機終粉磨系統中的應用，我們認為采用西門子6SE70變頻調速系統在提高產品質量、產量，減小日常維護及節能等方面都有顯著的優點，完全能夠滿足生產現場的需要。

3．采用Profibus的原因
　　Profibus現場總線技術是隨全數字信號系統的發展而產生的， 由德國組織開發的工 業現場總線協議標準——PROFIBUS現場總線標準（DINl9254）。是近年來國際上最為流行 的現場總線，也是目前數據傳輸率最快的一種現場總線（傳輸率可達12M波特），因此在很多領域內有廣泛地應用c根據Venture Developmen Corp．（VDC）的報告，PROFIBUS所占的市場份額最大，也是發展最快的現場總線：
　　Profibus的網絡協議是以1SO頒布的OSI標準七層參考模型為基礎的，只是對第三 層到第六層進行簡化，因此可以說它的標準適應性強c此外它的三種模塊（FMS、DP和PA）又可以適應不同的應用對象和通信速率方面白勺要求，開放性也好。