Profibus-DP在切紙機控制系統上的應用

　　當今，Profibus-DP現場總線技術越來越廣泛地運用于造紙機配套設備的電氣控制上。由于Pmfibus-DP控制技術的引入，極大地增強了整個控制系統的可靠性、可維護性，提高了系統的響應速度、控制精度利系統信息的整合能力。我公司在2004年年初引進的一臺臺灣川佳公司最大車速300m/min，切紙寬度1400mm半同步旋卷向板紙切紙機，其控制系統就運用了Profibus-DP現場總線控制技術。

1 控制系統結構圖

　　該切紙機的控制系統主要由西門子公司S7-300控制器，西門子公司的變頻器、運動變頻器，以及西門子公司的TP-170B觸摸屏Profibus-DP網絡組成。示意圖如下：

　　在切紙機的通訊總線上S7—313C-2DP作為主機，MasterDriverVC、MasterDriverMC變頻器利人機界面TP-170B作為從機。其主站S7-313C-2DP系列PLC控制器是兩門子公司的中小型PLC系統，模塊化的設計以及各種通用、專用模塊使系統配置變得簡單，通過STEP7編程可以實現生產上所需的各種要求，應用十分方便。MasterDriverVC、MC變頻器是矢量控制和運動控制的專用變頻器，具有良好的控制性能利控制品質，能定義控制上所需要的各種參數利組態各種控制規律，加上CB通訊板(PROFIBUS通訊模板)能和PLC-300控制器進行良好的通訊利數據交換，并將主機控制命令準確地發送MasterDriverVC、MasterDriverMC，使之按預定的運行曲線工作。TP-170B是兩門子公司的小型觸摸屏式人機界面，通過PROTOOL組態軟件十分方便的生成各種控制畫面和所需的過控制按鈕，界面生動友好。

　　川佳切紙機通訊采用PROFIBUS—DP現場總線技術，在總線數據信息的傳輸過程中，兩門子的S7-313C-2DP控制器作為主站，用以控制總線上的數據傳輸，可與人機界面利變頻器直接交換信息，負責讀取懸掛在總線上的所有分布式I/O模塊的變頻器狀態字(包括數字量和模擬量)，同時進行變頻器控制字(數字量)的傳送。TPI70B作為從站，則必須通過S7-313C-2DP主機控制各變頻器利其它控制元件的工作，主要用于生產過程的操作和監視。

2 控制系統數據通訊的實現

　　在變頻器現場總線控制系統的建立過程中，首先要完成總線上所掛硬件裝置的網絡組態，這可在編程軟件STEP7中實現。由編程軟件為每個傳動變頻器分配網絡地址，而且該網絡地址必須與傳動變頻器中CB板中設置地址相同。同時在軟件的編程過程中，必須給PLC-300分配傳送和控制的數據字地址，然后在組織塊OB中選用SFCI4“DPRDDAT”，SFCI5“DPWRDAT”系統功能塊向變頻器的CB模塊接受/發送過程數據。

　　由于采用的ROFIBUS-DP通訊協議的信息分為協議頭、用戶數據利協議尾。用戶數據結構被指定為參數過程數據對象(PPO)，有的用戶數據帶有參數過科數據區域，有的用戶數據僅由過程數據組成。變頻傳動總共定義了5種PPO類型，該機選PPO型5。參數值PKW是變頻器運行要定義的一些功能碼，如最大頻率、基本頻率、加/減速時間等，過程數據PZD姆傳輸控制字利設定值(主一變頻器)或狀態字利實際值(變頻器一主)等輸入/輸出的數據值。

　　變頻器與S7-300通訊，必須完成下列變頻器功能碼的設置：P918(PROFIBUS地址)，喂紙、橫刀、低速帶分別設置為4、5、6，設定參數過程數據對象PPO類型P712.1-5，傳送波特率P701=19200bps，控制類型、命令源和控制方式的選擇以及控制功能的組成和連接等。同時還要對傳動變頻器進行PRoFIBUS-DP網絡參數的設置，P554.1(控制字1的第0位，使能)-3100，P565.1(控制字1的第7位，故障復位)=3107，P573.1(控制字1的第14位， 速度升高)=3113，P574.1(控制字1的第15位，速度下降)=3114。P734.1狀態字1， P734.2速度反饋字2，P734.3電壓反饋字3，P734.4電流反饋字4，P734.5馬達溫度反饋字5，P734.6馬達力矩反饋字6，P734.7狀態字2，P734.7、P734.8偏籌值反饋字8、9等等。

3 控制軟件的組態

　　數據通訊：在PROFIBUS-DP網絡建立后，必須對PLC和變頻器的通訊接口模塊初始化，分配各總線地址，總線標準和總線上的波特率，這樣就可以實現PLC和變頻器以及TP170B人機界面之間的數據交換。定義PROFIBUS-DP上傳送的控制字和狀態字以及傳送數據。

　　控制畫面： 在TPI70B上面可以容易地使用PROTOOL軟件根據生產要求設計控制對象的控制畫面，并能夠適時地切換控制畫面。

　　調試過科畫面：可以通過人機界面上顯示的各電機電流、電壓和頻率實際值來進行變頻器參數的調整。

　　故障報警：人機界面上設計出的報警畫面可以很方便知道故障方位，十分有利于該設備的維護。

4 結束語

　　這臺川佳切紙機在調試好運行后，一直能正常工作未出現電氣控制故障，較好完成了生產任務。