電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第六章匯編

1、范例(fnl)1 用RS485 總線通信的物料呼叫系統(tǒng)共五十二頁共五十二頁RS-485總線(zn xin)系統(tǒng)圖共五十二頁共五十二頁RS-232接口(ji ku)RS-232有DB25接口和DB9接口兩種類型，DB9接口定義:(1.載波檢測(cè)，2.接收數(shù)據(jù)，3.發(fā)送數(shù)據(jù)，4.數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒，5.信號(hào)地，6.調(diào)制解調(diào)器就緒，7.請(qǐng)求發(fā)送，8.允許發(fā)送，9.振鈴提示）RS-232串口相互連接:通過(tnggu)Modem連接和無Modem連接共五十二頁RS-232接口(ji ku)無Modem連接(linji)（直接連接(linji)）： 握手連接和無握手連接RS-232 只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，傳輸距

2、離不能超過15米，傳輸速率不能超過110Kbps 共五十二頁RS-485總線(zn xin)一種物理通信層總線，通訊介質(zhì)一般為雙絞線，通信距離可達(dá)1000米以上,兩根導(dǎo)線(doxin)實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)（EIA RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)）RS-485 采用差分平衡電路通信規(guī)約為主從輪詢現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)從設(shè)備（總數(shù)一般在31臺(tái)以內(nèi)）的RS-485通信數(shù)據(jù)格式和幀數(shù)格式完全相同，便可共用一對(duì)雙絞線作為通訊線路，將它們逐一銜接在這對(duì)雙絞線上。共五十二頁現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)從設(shè)備（總數(shù)(zngsh)一般在31臺(tái)以內(nèi)）的RS-485通信數(shù)據(jù)格式和幀數(shù)格式完全相同，便可共用一對(duì)雙絞線作為通訊線路，將它們逐一銜接在這對(duì)雙絞線上。傳輸距

3、離可達(dá)1200米，通過485中繼器通訊距離可以成倍增加，支持多點(diǎn)通訊。共五十二頁物料呼叫(h jio)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖共五十二頁此項(xiàng)目實(shí)質(zhì)上是一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，高可靠的PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)處理；以屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)組成RS-485傳輸網(wǎng)絡(luò)；用工控機(jī)和組態(tài)(z ti)軟件進(jìn)行信息管理共五十二頁基于(jy)CAN總線的熱軋帶鋼生產(chǎn)線測(cè)控系統(tǒng)共五十二頁熱軋帶鋼是以板坯（主要為連鑄坯）為原料，經(jīng)加熱(ji r)后由粗軋機(jī)組及精軋機(jī)組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機(jī)出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設(shè)定溫度，由卷取機(jī)卷成鋼帶卷。軋制力系統(tǒng)是軋鋼生產(chǎn)線的主要控制系統(tǒng)。共五十二頁原系統(tǒng)存在主要問題： 缺少參數(shù)監(jiān)視和

4、故障報(bào)警功能解決辦法： 建立一套基于CAN總線的軋制力監(jiān)視和故障報(bào)警系統(tǒng)，采集所有軋制力信號(hào)、帶鋼狀態(tài)參數(shù)及相關(guān)I/O信號(hào)，編制人機(jī)界面，存儲(chǔ)(cn ch)相關(guān)信息，設(shè)置各信號(hào)報(bào)警范圍，加入故障診斷函數(shù)，提供故障處理方法。共五十二頁實(shí)際信號(hào)(xnho)分布13套軋機(jī)軋制力信號(hào)(xnho)52路彎輥力信號(hào)8路帶鋼溫度信號(hào)12路帶鋼寬度信號(hào)8路I/O信號(hào)96點(diǎn)（壓力傳感器故障監(jiān)測(cè)，鋼號(hào)BCD碼輸入）共五十二頁主要(zhyo)設(shè)計(jì)內(nèi)容建立一套軋制力和相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并能在初軋控制室和精軋控制室同時(shí)操作和監(jiān)視；測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析軟件編程；建立各種鋼號(hào)軋制力分布數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)故障診斷規(guī)則，存儲(chǔ)故

5、障時(shí)刻軋制力分布狀態(tài)(zhungti)數(shù)據(jù)；估障傳感器診斷共五十二頁系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵步驟系統(tǒng)總體方案確定硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品選型現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定輸入、輸出信號(hào)性質(zhì)和數(shù)量輸入、輸出信號(hào)調(diào)理板設(shè)計(jì)下位機(jī)數(shù)據(jù)采集(cij)軟件編程、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件編程共五十二頁系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵步驟上位機(jī)工作站軟件開發(fā)平臺(tái)選擇軋制設(shè)備故障診斷方法(fngf)研究及軟件設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫軟件平臺(tái)選型及編程共五十二頁系統(tǒng)(xtng)方案設(shè)計(jì)采用集中式測(cè)量系統(tǒng)的方案存在問題 1）電纜用量大敷設(shè)工作量大 2）信號(hào)長距離傳輸(chun sh)，衰減比大，易受干擾 3）不能滿足粗軋、精軋控制室同時(shí)操作和監(jiān)控的要求。共

6、五十二頁系統(tǒng)(xtng)方案設(shè)計(jì)采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的測(cè)控系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì) 現(xiàn)場(chǎng)總線：安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。 現(xiàn)場(chǎng)總線所具有的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性、數(shù)字化、開放性、分散性、設(shè)備互聯(lián)性、互操作性與互換性等特點(diǎn)決定(judng)和派生了其一系列優(yōu)點(diǎn)： 共五十二頁導(dǎo)線和連接附件大量減少(jinsho)一根總線電纜直接互接N臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，電纜用量大大減少（原來幾百根甚至幾千根信號(hào)與控制電纜減少到現(xiàn)場(chǎng)總線的一根總線電纜）；端子、槽盒、橋架、配線板等連接附件用量大大減少。共五十二頁儀表和輸入輸出轉(zhuǎn)換器（卡件）大量減少 采用人機(jī)界面、本身

7、具有顯示功能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(shbi)或監(jiān)視計(jì)算機(jī)代替顯示儀表，使儀表的數(shù)量大大減少； 輸入輸出轉(zhuǎn)換器（卡件）的數(shù)量大大減少。 在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以測(cè)量多個(gè)參數(shù)，并將它們以所需的數(shù)字信號(hào)形式通過總線電纜進(jìn)行傳送，因此對(duì)單獨(dú)的輸入輸出轉(zhuǎn)換器（卡件）的需要少。 共五十二頁設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試費(fèi)用大大降低 原來DCS繁瑣的原理圖設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)總線中變得簡單易行；安裝和校對(duì)的工作量大大減少； 可根據(jù)需要(xyo)將系統(tǒng)分為幾個(gè)部分分別調(diào)試，使調(diào)試工作變得靈活方便；強(qiáng)大的故障診斷功能 共五十二頁維護(hù)開銷大幅度下降 系統(tǒng)的高可靠性使系統(tǒng)出現(xiàn)故障的機(jī)率大大減小； 強(qiáng)大的故障診斷功能使故障的早期發(fā)現(xiàn)、定位和

8、排除變得快速而有效(yuxio)，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間更長，維護(hù)停工時(shí)間大大減少。 共五十二頁系統(tǒng)可靠性提高 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能(gngnng)的高度分散性決定了系統(tǒng)的高可靠性； 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范對(duì)通信可靠性方面（通信介質(zhì)、報(bào)文檢驗(yàn)、報(bào)文糾錯(cuò)、重復(fù)地址檢測(cè)等）的嚴(yán)格規(guī)定保證了通信的高可靠性。 共五十二頁系統(tǒng)測(cè)量與控制精度提高 在現(xiàn)場(chǎng)總線中，各種開關(guān)量、模擬量就近轉(zhuǎn)變(zhunbin)為數(shù)字信號(hào)，所有總線設(shè)備間均采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信，避免了信號(hào)的衰減和變形，減少了傳送誤差。換言之，現(xiàn)場(chǎng)總線采用數(shù)字信號(hào)通信這一數(shù)字化特點(diǎn)，從根本上提高了系統(tǒng)的測(cè)量與控制精度。共五十二頁系統(tǒng)(xtng)具有優(yōu)異的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

9、 可以在控制室遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)； 可以在控制室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 共五十二頁系統(tǒng)具有強(qiáng)大的（遠(yuǎn)程）故障診斷功能 可以診斷和顯示各種故障，如總線設(shè)備和連接器的斷路、短路故障以及通信故障和電源故障等； 可以將各種狀態(tài)及故障信息傳送到控制室中的監(jiān)視監(jiān)控計(jì)算機(jī)，大大減少了使用和維護(hù)人員(rnyun)不必要的現(xiàn)場(chǎng)巡視。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在惡劣環(huán)境中時(shí)，這尤其具有重要意義。 共五十二頁設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和系統(tǒng)集成方便自由用戶可以通過(tnggu)同層網(wǎng)絡(luò)或上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，而不必到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一個(gè)設(shè)備逐個(gè)進(jìn)行配置；利用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具軟件可以迅速而方便地組建現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)

10、，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；由于現(xiàn)場(chǎng)總線的開放性、互操作性與互換性，用戶可以自由地集成不同廠商、不同品牌的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成所需的系統(tǒng)。 共五十二頁為企業(yè)信息系統(tǒng)的構(gòu)建創(chuàng)造了重要條件 企業(yè)信息系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制層、過程監(jiān)控層和企業(yè)經(jīng)營管理層構(gòu)成(guchng)；現(xiàn)場(chǎng)總線或者構(gòu)成了企業(yè)信息系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制層，或者構(gòu)成了企業(yè)信息系統(tǒng)的基本框架；現(xiàn)場(chǎng)總線為總線設(shè)備及系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)和故障信息、各種控制信息進(jìn)入（企業(yè)）公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，使管理者能得到更多的決策依據(jù)，為管理者做出各種正確決策提供了有力的支持，從而可使企業(yè)獲得較高的整體綜合效益。 共五十二頁CAN 總線(zn xin)CAN（Controller

11、 Area Network，控制器局域網(wǎng)）是20世紀(jì)80年代（1983）德國Bosch（博世）公司為解決眾多的測(cè)量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換問題而開發(fā)的一種(y zhn)串行數(shù)據(jù)通信總線。 CAN已成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898和ISO11519。共五十二頁CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。 CAN總線特點(diǎn)如下：（1）可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。（2）網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)（信息）可分成不同的優(yōu)

12、先級(jí),可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。 （3）采用非破壞性位仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響(yngxing)地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。CAN總線(zn xin)特點(diǎn) 共五十二頁CAN總線(zn xin)特點(diǎn)（4）可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播幾種傳送(chun sn)方式接收數(shù)據(jù)。（5）直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5Kbps以下）。（6）通信速率最高可達(dá)1MB/s（此時(shí)距離最長40m）。（7）節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。（8）采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)。（9）每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極

13、低。（10）通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線即可，無特殊要求。（11）節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。共五十二頁共五十二頁 臺(tái)灣研華公司基于(jy)CAN總線的測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)硬件(yn jin)配置共五十二頁系統(tǒng)軟件(x tn run jin)應(yīng)用軟件平臺(tái)(pngti)各層次關(guān)系共五十二頁FIX (Fully Integrated Control Sysytem）美國Intellution公司的工業(yè)(gngy)自動(dòng)化軟件FIX軟件(run jin)基本功能共五十二頁監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(cij)功能共五十二

14、頁本系統(tǒng)(xtng)硬件技術(shù)指標(biāo)1）ADAM5000/CAN 高速模擬量采集速率：0.8ms 低速模擬量采集速率：100ms 開關(guān)量采集速率：100ms 通訊速率：115.2kbit/s 2)系統(tǒng)掃描(somio)周期：100ms 3)系統(tǒng)規(guī)模 模擬量輸入：單端128路、雙端差分：64路， 開關(guān)量：128路共五十二頁軟件(run jin)功能1）數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理2）監(jiān)控人機(jī)界面 粗軋監(jiān)控系統(tǒng)；精軋監(jiān)控系統(tǒng)； F1-F13軋機(jī)；粗軋歷史趨勢(shì)； 精軋歷史趨勢(shì)；輔助信號(hào)歷史趨勢(shì)； 超限故障(gzhng)記錄；系統(tǒng)故障(gzhng)記錄； 故障診斷規(guī)則；精軋寬度； 退出系統(tǒng)共五十二頁主菜單(ci d

15、n)畫面共五十二頁故障類型分析(fnx)及診斷ABB系統(tǒng)的故障診斷功能(gngnng) ABB軋制力測(cè)量系統(tǒng)是基于微機(jī)的智能儀表。 自帶許多測(cè)試程序，并具有一定的自檢測(cè)功能。 ABB系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)應(yīng)數(shù)字量輸出“SYSERR”由”0“變”1“。FIX 應(yīng)用程序?qū)γ刻总垯C(jī)的ABB系統(tǒng)進(jìn)行掃描，記錄故障時(shí)刻的軋機(jī)名，鋼卷號(hào)，故障發(fā)生時(shí)間及軋制力等重要參數(shù)。共五十二頁粗軋程序結(jié)構(gòu)框圖(kungt)共五十二頁粗軋程序結(jié)構(gòu)框圖(kungt)共五十二頁FIX應(yīng)用程序流程圖共五十二頁計(jì)算機(jī)柜供電系統(tǒng)(n din x tn)圖共五十二頁共五十二頁類型3 Profibus Type 3 現(xiàn)場(chǎng)總線得到Pr

16、ofibus用戶組織PNO的支持，德國西門子公司則是Profibus 產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。(1) PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。(2) PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA(Process Automation)、PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification)。(3) PROFIBUS-DP：是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信號(hào)傳輸。(4) PROFIBUS-PA：專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。(5) PROFIBUS-FMS：用于車間級(jí)監(jiān)控(jin kn)網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。共五十二頁共五十二頁共五十二頁3個(gè)主站、7個(gè)從站構(gòu)成(guchng)的PROFIBUS系統(tǒng)共五十二頁基于(jy)Profibus-DP的變頻器控制共五十二頁內(nèi)容摘要范例1 用RS485 總線通信的物料呼叫系統(tǒng)。RS-232有DB25接口和DB9接口兩種類型，