profibus現場總線在火炬自動點火控制系統中的應用

subibi是一個廣泛而開放的數字通信系統。它適用于快速和時間要求的應用和復雜的通信任務。Profibus現場總線技術已經在全國各地得到廣范應用,應用領域包括制造業、電力行業、環境工程、過程工業控制、加工行業等。Profibus-DP主要側重用于工廠自動化,是一種高速低成本,專門用于自動控制系統和設備及分散的I/O之間的通信網絡。Profibus用DP和它的DP-V0、DP-V1和DP-V2版本提供了寬闊的選項范圍,它能使不同應用之間的通信得到優化。它的傳輸速率從9.6Kbit/s開始,最大傳輸速率可達到12Mbit/s,每個分段可掛接32個主從站設備,通過中繼,最多可掛接127個主從站設備。1profibus現場總線在生產運行監控設備中的應用國內某大型石化企業為實現火炬系統自動點火,為此設計了基于Profibus-DP的控制系統,該公司的火炬系統分布在分裝置的偏遠空曠地帶,地理上比較分散,每套火炬系統包括火炬頭、分子密封器、高空高能點火系統(帶自動復點功能)、地面手動點火系統、紅外火焰檢測器、蒸汽管路和閥組(服務高空和中央蒸汽)、長明燈以及工業控制計算機等系統組成。如果采用傳統的DCS系統,則整個系統的設備安裝連線非常復雜,施工費用較高,而采用Profibus現場總線控制系統,可以通過數字信號進行傳輸數據,各設備可就近與雙絞線總線進行連接通信,實現自動點火控制功能安全可靠運行。對于紅外火焰檢測器、熱質式流量計等不具備Profibus總線接口的儀表,可以采用Profibus接口轉換器連接到DP總線;而高空點火器、儀表控制閥門、溫度、壓力變送器、PLC主站等可直接與Profibus總線連接。如圖1所示,PLC作為主站與各從站進行通信,完成數據采集和數據遠程輸出控制功能;工業PC機與PLC主站點對點連接,完成系統組態、數據管理、打印等工作。2sufiba的自動立體庫體系的應用2.1堆垛機控制系統自動化立體倉庫是集物流技術、倉儲技術、機電一體化技術、計算機技術于一身的綜合科學技術,它以高層立體貨架為主要標志。某橡膠廠的成品輪胎立體倉庫采用了Profibus總線控制系統進行堆垛機控制。該立體倉庫包括6個巷道,每個巷道80m長,巷道兩邊為高層貨架用于存放輪胎,每個貨架有30列、15層,一排貨架可以存放450個貨位。堆垛機是立體倉庫的關鍵設備,主要動作方式為:沿巷道前后方向、位于立柱的升降臺上下方向、升降臺上貨叉左右方向3種動作。通過上述3種運動方式實現巷道定位、貨架位定準、貨物存取功能。每個巷道需要配備1臺堆垛機,共需6臺。堆垛機由異步電動機拖動,通過變頻器控制速度,可以實現前后、升降、貨叉左右3種運動互鎖。根據實際運行需要,堆垛機可以采用全自動、半自動和手動3種工作方式。2.2profibus-dp站根據立體倉庫工藝流程和控制系統要求,設計了Profibus現場總線控制方案,如圖2所示。整個系統由上位機、Profibus-DP主站、Profibus-DP從站和現場設備組成,Profibus-DP總線將現場所有設備連接起來。本系統Profibus-DP主站采用CPU-2DP系列模塊,從站采用ET200M現場模塊。本系統還包括S7300的PLC模塊、計數器模塊、I/O模塊、D/A模塊、西門子公司6SE70型變頻器、TURK旋轉編碼器和光電開關等現場設備。2.3巷道前后運動誤差控制堆垛機在自動化控制的立體倉庫起到至關重要的作用。為了可靠安全地存取貨物要求:能夠準確實現位置定位控制;傳輸速度快,運行時間短,工作效率高;巷道前后運動誤差控制在±10mm;控制過程包含儀表聯鎖、安全報警等功能。(1)采用高效的現場總線接口巷道前后運動采用交流變頻調速系統進行控制,根據實際要求選擇西門子6SE70變頻器來完成巷道前后運行控制,實現快速、準確、安全、穩定操作。6SE70變頻器內置CBP通信接口,可以通過9針D型插座與Profibus-DP現場總線連接,組成一個變頻器的遠程群控系統。6SE70變頻器作為從站,根據S7-300接收的開關信號、模擬量信號進行變頻器啟動和停止、運行和調速控制。系統連接如圖3所示。變頻器采用現場總線網絡構成一個群控系統,6臺變頻器僅需一根通信電纜即可實現數據傳輸控制,節約了大量現場接線和電纜敷設工作量,節約了工程投資成本;由于現場總控制為數字信號傳輸,系統安全性得到大大提高;變頻器控制由上級主站的專用軟件進行控制,系統的適應性和可維護性界面特別友好。(2)光電開關尋碼確認堆垛機的立柱上相對貨架每一層均有地址尋碼片,通過每一層的光電開關進行尋碼確認。每上升或是下降均有光電開關與之對應,光電開關發出的脈沖信號傳遞給PLC的計數模塊,計數模塊根據脈沖信號進行層地址認證,進而控制升降臺的上下運動。(3)堆垛機的左右擴張運動控制貨叉左右伸縮控制采用恒低速控制,由PLC的I/O模塊對電機進行啟停和定位控制。(4)個方向運動控制為了安全起見,堆垛機的前后、上下、左右3個方向運動控制采用邏輯互鎖控制,運行過程中保證只能有一個方向運動在工作。此外,還設置運行狀態顯示、故障聯鎖報警等安全措施。2.4自動化、穩定、安全運營價值經過3個月的試運行和現場運行參數調試完善,成功實現了自動立體化倉庫的穩定、安全運營,不僅設備故障率極低,而且實現庫存管理自動化,大大減輕工人的勞動強度,為公司創造了一定的經濟效益和社會效益。3