profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在火炬自動(dòng)點(diǎn)火控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在火炬自動(dòng)點(diǎn)火控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

subibi是一個(gè)廣泛而開(kāi)放的數(shù)字通信系統(tǒng)。它適用于快速和時(shí)間要求的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)。Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)各地得到廣范應(yīng)用,應(yīng)用領(lǐng)域包括制造業(yè)、電力行業(yè)、環(huán)境工程、過(guò)程工業(yè)控制、加工行業(yè)等。Profibus-DP主要側(cè)重用于工廠自動(dòng)化,是一種高速低成本,專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備及分散的I/O之間的通信網(wǎng)絡(luò)。Profibus用DP和它的DP-V0、DP-V1和DP-V2版本提供了寬闊的選項(xiàng)范圍,它能使不同應(yīng)用之間的通信得到優(yōu)化。它的傳輸速率從9.6Kbit/s開(kāi)始,最大傳輸速率可達(dá)到12Mbit/s,每個(gè)分段可掛接32個(gè)主從站設(shè)備,通過(guò)中繼,最多可掛接127個(gè)主從站設(shè)備。1profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用國(guó)內(nèi)某大型石化企業(yè)為實(shí)現(xiàn)火炬系統(tǒng)自動(dòng)點(diǎn)火,為此設(shè)計(jì)了基于Profibus-DP的控制系統(tǒng),該公司的火炬系統(tǒng)分布在分裝置的偏遠(yuǎn)空曠地帶,地理上比較分散,每套火炬系統(tǒng)包括火炬頭、分子密封器、高空高能點(diǎn)火系統(tǒng)(帶自動(dòng)復(fù)點(diǎn)功能)、地面手動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)、紅外火焰檢測(cè)器、蒸汽管路和閥組(服務(wù)高空和中央蒸汽)、長(zhǎng)明燈以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)組成。如果采用傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng),則整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備安裝連線(xiàn)非常復(fù)雜,施工費(fèi)用較高,而采用Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng),可以通過(guò)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù),各設(shè)備可就近與雙絞線(xiàn)總線(xiàn)進(jìn)行連接通信,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火控制功能安全可靠運(yùn)行。對(duì)于紅外火焰檢測(cè)器、熱質(zhì)式流量計(jì)等不具備Profibus總線(xiàn)接口的儀表,可以采用Profibus接口轉(zhuǎn)換器連接到DP總線(xiàn);而高空點(diǎn)火器、儀表控制閥門(mén)、溫度、壓力變送器、PLC主站等可直接與Profibus總線(xiàn)連接。如圖1所示,PLC作為主站與各從站進(jìn)行通信,完成數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程輸出控制功能;工業(yè)PC機(jī)與PLC主站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,完成系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)管理、打印等工作。2sufiba的自動(dòng)立體庫(kù)體系的應(yīng)用2.1堆垛機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是集物流技術(shù)、倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身的綜合科學(xué)技術(shù),它以高層立體貨架為主要標(biāo)志。某橡膠廠的成品輪胎立體倉(cāng)庫(kù)采用了Profibus總線(xiàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行堆垛機(jī)控制。該立體倉(cāng)庫(kù)包括6個(gè)巷道,每個(gè)巷道80m長(zhǎng),巷道兩邊為高層貨架用于存放輪胎,每個(gè)貨架有30列、15層,一排貨架可以存放450個(gè)貨位。堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)的關(guān)鍵設(shè)備,主要?jiǎng)幼鞣绞綖?沿巷道前后方向、位于立柱的升降臺(tái)上下方向、升降臺(tái)上貨叉左右方向3種動(dòng)作。通過(guò)上述3種運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)巷道定位、貨架位定準(zhǔn)、貨物存取功能。每個(gè)巷道需要配備1臺(tái)堆垛機(jī),共需6臺(tái)。堆垛機(jī)由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),通過(guò)變頻器控制速度,可以實(shí)現(xiàn)前后、升降、貨叉左右3種運(yùn)動(dòng)互鎖。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要,堆垛機(jī)可以采用全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)3種工作方式。2.2profibus-dp站根據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)工藝流程和控制系統(tǒng)要求,設(shè)計(jì)了Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制方案,如圖2所示。整個(gè)系統(tǒng)由上位機(jī)、Profibus-DP主站、Profibus-DP從站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成,Profibus-DP總線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備連接起來(lái)。本系統(tǒng)Profibus-DP主站采用CPU-2DP系列模塊,從站采用ET200M現(xiàn)場(chǎng)模塊。本系統(tǒng)還包括S7300的PLC模塊、計(jì)數(shù)器模塊、I/O模塊、D/A模塊、西門(mén)子公司6SE70型變頻器、TURK旋轉(zhuǎn)編碼器和光電開(kāi)關(guān)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。2.3巷道前后運(yùn)動(dòng)誤差控制堆垛機(jī)在自動(dòng)化控制的立體倉(cāng)庫(kù)起到至關(guān)重要的作用。為了可靠安全地存取貨物要求:能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)位置定位控制;傳輸速度快,運(yùn)行時(shí)間短,工作效率高;巷道前后運(yùn)動(dòng)誤差控制在±10mm;控制過(guò)程包含儀表聯(lián)鎖、安全報(bào)警等功能。(1)采用高效的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口巷道前后運(yùn)動(dòng)采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制,根據(jù)實(shí)際要求選擇西門(mén)子6SE70變頻器來(lái)完成巷道前后運(yùn)行控制,實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、安全、穩(wěn)定操作。6SE70變頻器內(nèi)置CBP通信接口,可以通過(guò)9針D型插座與Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接,組成一個(gè)變頻器的遠(yuǎn)程群控系統(tǒng)。6SE70變頻器作為從站,根據(jù)S7-300接收的開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬量信號(hào)進(jìn)行變頻器啟動(dòng)和停止、運(yùn)行和調(diào)速控制。系統(tǒng)連接如圖3所示。變頻器采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)群控系統(tǒng),6臺(tái)變頻器僅需一根通信電纜即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸控制,節(jié)約了大量現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)和電纜敷設(shè)工作量,節(jié)約了工程投資成本;由于現(xiàn)場(chǎng)總控制為數(shù)字信號(hào)傳輸,系統(tǒng)安全性得到大大提高;變頻器控制由上級(jí)主站的專(zhuān)用軟件進(jìn)行控制,系統(tǒng)的適應(yīng)性和可維護(hù)性界面特別友好。(2)光電開(kāi)關(guān)尋碼確認(rèn)堆垛機(jī)的立柱上相對(duì)貨架每一層均有地址尋碼片,通過(guò)每一層的光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行尋碼確認(rèn)。每上升或是下降均有光電開(kāi)關(guān)與之對(duì)應(yīng),光電開(kāi)關(guān)發(fā)出的脈沖信號(hào)傳遞給PLC的計(jì)數(shù)模塊,計(jì)數(shù)模塊根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行層地址認(rèn)證,進(jìn)而控制升降臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)。(3)堆垛機(jī)的左右擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)控制貨叉左右伸縮控制采用恒低速控制,由PLC的I/O模塊對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟停和定位控制。(4)個(gè)方向運(yùn)動(dòng)控制為了安全起見(jiàn),堆垛機(jī)的前后、上下、左右3個(gè)方向運(yùn)動(dòng)控制采用邏輯互鎖控制,運(yùn)行過(guò)程中保證只能有一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)在工作。此外,還設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障聯(lián)鎖報(bào)警等安全措施。2.4自動(dòng)化、穩(wěn)定、安全運(yùn)營(yíng)價(jià)值經(jīng)過(guò)3個(gè)月的試運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)調(diào)試完善,成功實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)立體化倉(cāng)庫(kù)的穩(wěn)定、安全運(yùn)營(yíng),不僅設(shè)備故障率極低,而且實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理自動(dòng)化,大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,為公司創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3