【制动电阻案例】制动电阻和制动单元在精整系统中的应用(上)

      摘　要：该系统运用SIEMENS的S7—300PLC通过PROFIBUS—DP总线实现变频器网络控制。采用制动电阻和制动单元实现了精整系统的自动化生产。系统调试，维护方便，运行可靠。
　　
      最近几年，随着生产自动化和过程自动化中分散化结构的迅速增长，制动电阻与制动单元的应用日益普遍。其原因之一是制动电阻与制动单元实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置、过程调节装置、可编程序控制器(PLC)和PC之间的数据传输，把I/O通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用开销减少到最小，从而使成本费用大大节省。原因之二是标准化的现场总线具有“开放”的通信接I：1，允许用户选用不同制造商生产的分散I/O装置和现场设备，同时也可以方便地实现二级及三级网络的连接。济钢中厚板三期工程精整区域由于设备数量较多，同时又分散在较大的范围内，因此特别适合采用制动电阻与制动单元方式实现生产过程的自动化控制。

       一、精整系统简介
      精整系统中的主要设备有：冷床输入辊道、输入提升链、滚盘、输出提升链及输出辊道、润滑站及冷床冷却风机，另外还有火焰切割系统、运输辊道、翻板机、电磁起重机等。中厚板厂的原有自动化设备，绝大多数采用SIEMENS公司的产品。为了便于维护和网络连接，精整区域的自动化控制设备也以SIEMENS的产品为主，PLC选用s7—300，其中CPU型号为315—2DP。传动系统全部为SIMOVERTMASTERDRIVERS矢量控制型变频器。  　　
 
      其中，l#冷床及精整区域PROFIBUS—DP系统中，2#站s7—300为主站，本站的模块均为冷床系统输入输出点。3样站，17样站为远程ET一200，其中制动电阻与制动单元是精整系统的远程I/O，17样站ET一200则作为冷床操作台远程I/O。4～8#站是输入输出系统传动变频器，9～16#站是1#冷床系统传动变频器，18～2l样站则是2样冷床系统传动变频器。

      二、精整系统总线连接
      PROFIBUS—DP系统是一个两端有源终端器的线性总线结构，亦称为RS485总线段，在一个总线段上最多可连接32个站。使用9针D型连接器用于总线站与总线的相互连接；D型连接器的插座与总线站相连接，而D型连接器的插头与总线电缆相连接。  　　
 
      与制动电阻与制动单元的每一个站，无论是主站还是从站，都表现为一个RS485电流负载。有源总线终端接有终端电阻，在数据传输时防止反射，并且当总线上无站活动时，它确保在数据线上有一个确定的空闲状态电位。制动电阻与制动单元系统中，在一个总线段上共有20个站，2样站和l样站作为总线的2个终端接有终端电阻，终端电阻可以由位于中线插头的开关来实现连接和断开之间的转换。  　　
 
       PROHBUS—DP协议是为自动化制造工厂中分散I/O和现场设备所需的高速数据通信而设计的。典型的DP配置是单主站结构，DP主站与DP从站间的通信基于主一从原理，也就是说，只有当主站请求时，总线上的DP从站才可能活动。DP从站被DP主站按轮询表依次访问。DP主站与DP从站间的用户数据连续地交换，而并不考虑用户数据的内容。中厚板1#冷床及精整区域就是采用这种典型结构，如图1所示。

       三、精整系统中变频器的设置
       (1)变频器与主站S7—300的通信是通过在SIMOVERTMASTERDRIVERS上安装CBP通信板来实现的。装机装柜型变频器有6个槽可用来安装可选板，cBP通信板可以安装在任何一个槽位。制动电阻与制动单元安装完毕后就可以起动进行配置，首先要确定站地址，这是通过变频器参数设置完成的。其过程如图2所示。CBP通信板有3个指示灯显示通信状态。这3个指示灯分别是：红色为运行灯;黄色为与变频器进行数据交换灯;绿色为与PROFIBUSDP进行数据传输灯。只有当这3个指示灯同时闪烁时，系统通信才正常。 
 
       (2)PROFIBUS—DP的制动电阻与制动单元数据通过报文的形式交换。每个报文传输的数据可分为两组，需要用STEP7进行硬件配置时设定。这两组数据分别是参数PKW和过程数据PZD。PKW数据段是读写变频器参数值以及读参数的全部特性。PZD数据段传输的是变频器的控制信息，也就是变频器的控制参数，由主站制动电阻与制动单元的S7—300向变频器发出控制字和设定点，变频器则返回状态字和实际值。PKW和PZD的数据长度可根据需要设定，同时可设定数据传输的速率。本系统中，PKW和PZD分别设定为4个字和2个字，通信数据传输波特率为1.5Mbit/s。
 
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