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          丹佛斯變頻器替代水箱式拉絲機主機西門子變頻器

          發布時間:2010-11-01 10:35   類型:專業論文   人瀏覽

          應用客戶:嘉興東方鋼簾線有限公司
          應用設備:水箱式拉絲機
          項目簡介:嘉興東方鋼簾線有限公司是國內汽車鋼簾線行業的骨干企業之一,水箱式拉絲機是鋼簾線制造的關鍵設備。嘉興東方鋼簾線有限公司原有一臺水箱式拉絲機,使用了一臺西門子變頻器和一臺ABB變頻器。其中西門子變頻器發生故障后,我們公司對原設備進行仔細研究后成功地用丹佛斯VLT5000變頻器進行替換,由于丹佛斯變頻器的全面功能和高可靠性,設備工作良好,用戶對此非常滿意。
          水箱式拉絲機工藝說明
              水箱式拉絲機的傳動主要由以下三部分組成(如圖-1所示):
          1,放線:采用被動放卷,制動器控制放卷張力;
          2,拉絲,即主機:使用變頻器作開環速度控制;
          3,收卷:線速度同步+恒張力控制,有跳舞輪位置反饋,變頻器作閉環工藝控制,控制跳舞輪的位置。

           

                                                  圖-1
          原設備電氣控制系統說明
          人機界面:西門子OP270
          主控PLC:西門子S7-226
          主機變頻器:西門子MM440-22kW變頻器
          收卷變頻器:ABB ACS600變頻器
          兩臺變頻器的起動/停止,故障報警全部通過數字I/O點控制;收卷跳舞輪位置控制由ACS600獨立完成;主機轉速由S7-200 PLC通過RS485串行通訊口給定。
          系統控制框圖如圖-2所示:

          圖-2
          具體替換辦法說明
          控制線接線部分:
              根據以上提供的接線圖紙,參照西門子MM440變頻器和丹佛斯VLT5000變頻器的說明書,格我們可以實現SIEMNES變頻器和DANFOSS變頻器之間外部端子接線的替換(以實現同樣的邏輯功能為目的)

          原先使用的西門子變頻器端子接線如圖-3所示:

          圖-3

          替換的丹佛斯變頻器接線如圖-4所示:


                                              圖-4

          通訊程序修改部分:
              由于西門子變頻器的USS通訊協議與丹佛斯變頻器的RS485通訊協議并不完全兼容,所以變頻器替換以后,還要對S7-200 PLC的程序的通訊部分作恰當修改,才能保證系統的正常運行。
          A、西門子 USS通訊協議簡要介紹
          USS程序中可以調用4個子程序塊,它們分別是:初始化(USS-INIT)、控制字,頻率設定(USS-CTRL)、讀參數(USS-RPM)、寫參數(USS-WPM)。對使用者來說只要調用這四個子程序塊就可以完成讀寫參數、通訊控制和頻率給定等功能(這四個子程序塊具體使用方法可以在SIEMNES PLC S7-200中幫助選項中查尋)。

          B、USS通訊程序中發送報文格式與DANFOSS變頻器所需報文格式的區別
             USS通訊子程序中名為USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)的三個子程序發送的報文格式如下:
          STX LGE ADR PKE IND PWE PCD1 PCD2 BCC
                       
             USS通訊子程序中名為USS-WPM(DWORD)的子程序發送的報文格式如下:
          STX LGE ADR PKE IND PWE(HIGH) PWE(LOW) PCD1 PCD2 BCC
                         
          丹佛斯變頻器RS485通訊協議報文格式如下:
          STX LGE ADR PKE IND PWE(HIGH) PWE(LOW) PCD1 PCD2 BCC
                         
          由以上的表格可以知道丹佛斯變頻器RS485通訊協議的報文格式與USS-WPM(DWORD)子程序的報文格式是完全相同的;與USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)三個子程序只在PWE的長度上有兩個字節的差異。據此,將原PLC通訊子程序中發送的PWE由兩個字節改為4個字節,就能與丹佛斯變頻器順利通訊了。

          C、報文格式中的PCD1(控制字),西門子變頻器與丹佛斯變頻器是有區別的;但是因為這次的應用中沒有使用到控制字功能,所以在此不作詳細介紹。(詳細介紹請參考USS PROTOCOL和DANFOSS DESIGN GUIDE 說明書)。

          D、兩種通訊協議的PCD2(總線給定)定義完全相同,都為16384(十進制)對應100%的總線給定,因此頻率給定部分不必作任何修改。

          總結:
          此次替換的切入點是西門子S7-200 PLC和丹佛斯變頻器的通訊協議改造,對外圍設備的影響很小,用戶在操作中幾乎感覺不到變化,這樣的保證對于那些大規模制造業的用戶是非常關鍵的。此次成功經驗以后也可應用到其他類似的工程項目中。

           

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