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基于CAN总线的PLC/IPC印染设备控制系统

基于CAN总线的PLC/IPC印染设备控制系统

点击数:7205 次   录入时间:03-04 11:41:52   整理:http://www.55dianzi.com   其它PLC应用

1 引言
  
CAN总线是现场总线的一种,最初用于汽车内部检测部件与执行部件之间的数据通讯,有极强的抗恶劣环境和抗干扰能力。由于本身的特点,其应用范围已经由交通运输扩展到过程控制、数控机床、机器人、智能建筑、医疗器械等领域,被公认是几种最有前途的现场总线之一。
  
与多数现场总线(如Profibus、CC-Link等)的物理层采用RS485主从协议不一样,CAN的介质访问采用载波侦听多路访问(CSMA)技术,从而允许多主工作方式。并且,由于采用非破坏性总线仲裁技术,大大节省了总线冲突仲裁时间。与多数现场总线不一样,CAN总线只有物理层和数据链路层,应用层留给用户开发,使用户拥有了相当的灵活性。这些优点令人注目,以致于一些颇有名气的现场总线(如DeviceNet、CANopen等)的底层就使用CAN。很多处理器制造商将CAN总线协议集成到他们的CPU芯片上,如51系列单片机、196系列单片机、运动控制专用数字信号处理器DSP等;很多变频器制造商将CAN通讯卡作为选件提供给用户或者干脆集成在变频器中,如Lenze93系列变频器、Siments6SE系列变频器、三菱FR-A500系列变频器等;很多可编程控制器制造商给用户提供CAN通讯卡选件或者提供CAN总线接口,如贝加来(BR)2000系列可编程控制器、西门子S5系列可编程控制器等。CAN总线简单易学、容易开发、有众多的厂商支持,适合中国的国情。
  
印染前处理设备,如退煮漂联合机、布夹丝光机、直辊丝光机、皂洗机等,机台长,采用多电机分部传动,要求恒张力同步调速。目前,流行的技术是用PLC控制多台变频器,用松紧架或者张力传感器实现多机台同步。印染后处理设备(如热风拉幅机、热定型机等)、造纸生产线、湿法毡生产线也采用了类似的技术。这里变频器使用的很多,变频器与可编程控制器之间的连接线也很多,频率给定、各种监控信息(如电压、电流、速度、转矩等)采用模拟量,模拟量容易受干扰。如果引入现场总线技术,众多变频器与可编程控制器之间的连接线大为减少(实际上减为两根),模拟频率给定变为数字频率给定,各种监控信息、操作信息可以在现场总线上传递,以上的缺憾得以解决。

2 基于CAN总线的PCC退煮漂联合机控制方案
  
控制部分的核心是一台贝加来可编程计算机控制器(Programmable Computer Controller 简称PCC)BR2005,它通过422总线与触摸屏监控站(Provit2200)相连,在此操作者输入指令并监控整机的运行状态。PCC通过CAN总线与29台西门子变频器相连,用CAN总线传送频率给定命令、起停变频器、监视变频器的运行状态。29台变频电机间的同步由松紧架完成,图中没有画出。PCC还完成整台设备的逻辑控制以及温度、压力、流量、液位、PH值和配方的闭环控制。详见图1。由于使用了现场总线技术,使得变频器的现场连接线大为减少,实际为两根线用菊花链方式将PCC与29台变频器串接起来。贝加来可编程计算机控制器,是集计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的新型工业控制装置。可编程控制技术从60年代诞生以来,经历了可编程逻辑控制器(Programmble Logic Controller),简称PLC,可编程控制器(Programmble Controller),简称PC,到今日的PCC,已是第三代产品。新一代的PCC已经能胜任大型的集散控制和复杂的过程控制。其良好的兼容性、丰富的功能函数、品种多样的硬件模块、高级编程语言的使用、模块化的编程方式,使PCC已能满足各种工业控制的需要。该PCC的编程平台采用BR提供的Automation Studio软件,WINOOWs界面,使用方便。它具有RS232、RS485、RS422、和CAN、Profibus现场总线接口,可以方便的构成控制系统计算机网络。监控站(Provit2200)是一台486工控机,配有CAN、RS485、RS422、RS232接口和5.7英寸彩色液晶触摸屏和16键,通过RS422与PCC交换信息。该PCC除了配有CPU和CAN通讯模块外,还装配了5块数字量输入(5*16点)模块、3块数字量输出(3*16点)模块、2块模拟量输入(2*8点)模块和2块模拟量输出模块。逻辑控制部分采用梯形图编程,CAN通讯部分和闭环控制部分采用Basic语言编程,也可以选用C语言编程。全部程序由三人分头完成,放在同一个项目下面。相互的关联借助全局变量完成。

3 基于CAN总线的PLC湿法毡生产线卷绕部分控制方案
  
控制部分的核心是一台西门子S5-95U可编程控制器PLC和三台Lenze93系列交流伺服控制器9326。PLC通过CAN总线与三台交流伺服控制器9326交换信息,实现变张力卷绕控制,如图2所示。S5-95U除了配有CAN通讯模块外还有64点数字量输入输出。

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