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王龍明，懷  哲

1  系統(tǒng)概況

    蕪湖卷煙廠8000kg/h制絲線精選了具有世界領(lǐng)先水平的德國(guó)HAUNI及英國(guó)DICKINSON-LEGG公司的關(guān)鍵設(shè)備，其控制系統(tǒng)是集生產(chǎn)線自控和管理的管控一體化系統(tǒng)，采用了信息網(wǎng)、控制網(wǎng)及現(xiàn)場(chǎng)總線三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主控制器選用了德國(guó)SIEMENS公司的15臺(tái)S7系列可編程控制器。現(xiàn)代化的中央控制室集中了3臺(tái)IBM服務(wù)器和5臺(tái)IBM圖形工作站，構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作的監(jiān)控體系和信息管理平臺(tái)。監(jiān)控組態(tài)軟件采用SIEMENS公司的WinCC6.0，最新的Oracle 9i數(shù)據(jù)庫(kù)則為整個(gè)系統(tǒng)建立了良好的信息平臺(tái)。現(xiàn)場(chǎng)總線選用了Profibus-DP和Profibus-PA，現(xiàn)場(chǎng)總線組件選用了德國(guó)Beckhoff公司（倍福公司）產(chǎn)品。

2  Beckhoff現(xiàn)場(chǎng)總線組件在制絲線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

        Beckhoff現(xiàn)場(chǎng)總線端子具有性價(jià)比高、質(zhì)量可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用，而且安裝和接線方便的優(yōu)點(diǎn)。基于Beckhoff現(xiàn)場(chǎng)總線端子的優(yōu)良品質(zhì)和制絲線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品的高要求，蕪湖卷煙廠新建的8000kg/h制絲線控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)級(jí)全部采用了該公司的現(xiàn)場(chǎng)總線端子系統(tǒng)，包括總線耦合器BK3120、總線控制器BC3100、輸入/輸出端子和電機(jī)啟動(dòng)器端子KL8001。

    煙草生產(chǎn)線的一個(gè)特點(diǎn)是具有大量的5.5 kW以下的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)震槽、皮帶輪和小車等設(shè)備。為了使這些設(shè)備穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行，降低停機(jī)時(shí)間，對(duì)這些電機(jī)的控制及運(yùn)行狀態(tài)和故障信息的及時(shí)獲取尤其重要。所有的這些都將由Beckhoff的電機(jī)啟動(dòng)器端子KL8001來(lái)完成。

        KL8001配一個(gè)3RT10系列接觸器構(gòu)成一個(gè)單向電機(jī)啟動(dòng)器，配二個(gè)3RT10系列接觸器可構(gòu)成一個(gè)雙向電機(jī)啟動(dòng)器，因此5.5kW以下的電機(jī)所采用的電機(jī)啟動(dòng)器端子KL8001是相同的。這樣，即使現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)很多，而所需的備件卻很少，而且它采用的是分體結(jié)構(gòu)，和其它廠家的電機(jī)啟動(dòng)器采用一體式結(jié)構(gòu)相比，安裝、拆卸方便快捷，可大大減少以后設(shè)備維修的時(shí)間，降低維修成本。

    對(duì)不同功率的電機(jī)通過(guò)KL8001面板上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)或軟件來(lái)設(shè)定它的額定電流。通過(guò)軟件可設(shè)定電機(jī)每相的過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、欠載及電流差的最大值，可設(shè)定電機(jī)在出現(xiàn)非對(duì)稱負(fù)載、相錯(cuò)誤、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、欠載等故障時(shí)無(wú)需控制器的操作即可自行快速切斷電機(jī)，從而達(dá)到最大限度地保護(hù)電機(jī)和設(shè)備的目的，同時(shí)通過(guò)總線可以給出電機(jī)故障時(shí)的詳細(xì)故障信息，以便及時(shí)準(zhǔn)確地排除故障。

        KL8001不僅具有通過(guò)總線控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止及返回電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的功能，而且可通過(guò)總線方式顯示電機(jī)運(yùn)行時(shí)的詳細(xì)性能參數(shù)，包括電機(jī)每相的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率、電機(jī)每次的啟動(dòng)電流、運(yùn)行時(shí)間和開關(guān)次數(shù)等30余種參數(shù)。對(duì)實(shí)時(shí)電流的檢測(cè)不僅能提供電機(jī)負(fù)載的變化情況，還可以使電機(jī)額定電流的設(shè)定更加準(zhǔn)確，通過(guò)換相的方式使震槽等凸輪式負(fù)載電機(jī)的三相盡量達(dá)到平衡，這樣在調(diào)試階段就可以使電機(jī)的控制更趨合理，減少電機(jī)以后出現(xiàn)故障的幾率。

    正是由于KL8001所具有的強(qiáng)大功能，使其占用的過(guò)程映象達(dá)到了12個(gè)字節(jié)輸入/輸出。為了盡可能降低現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，該項(xiàng)目中的現(xiàn)場(chǎng)總線從站大量采用了現(xiàn)場(chǎng)總線控制器BC3100的方案。BC3100集成了一個(gè)基于IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的PLC，其內(nèi)存為64K。在此系統(tǒng)中由于輸入、輸出端子不需本地控制，因此可將它們均配置于BK3120，這樣BC3100只需處理電機(jī)啟動(dòng)器端子KL8001即可。 將每個(gè)KL8001的控制字節(jié)和狀態(tài)字節(jié)及電機(jī)的實(shí)時(shí)電流等主要數(shù)據(jù)直接上傳到主站控制器，KL8001檢測(cè)到的電機(jī)其余性能參數(shù)及狀態(tài)信息通過(guò)編程在BC3100內(nèi)以一個(gè)兩維數(shù)組的形式存儲(chǔ)，可采用主站查詢的方式上傳，這樣網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)將大大減少，而所需的數(shù)據(jù)均可獲得。同時(shí)，通過(guò)編程將現(xiàn)場(chǎng)120多個(gè)BC3100從站的程序統(tǒng)一成一套程序，這將避免今后維修時(shí)因不同子站的程序不同而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，減少工作量，也有利于程序的保存。

3  結(jié)語(yǔ)

    無(wú)論是從整條生產(chǎn)線對(duì)自動(dòng)化控制程度的高要求及計(jì)算機(jī)信息化管理的需求，還是從將來(lái)對(duì)設(shè)備維修的及時(shí)性、方便性、經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，Beckhoff現(xiàn)場(chǎng)總線組件為蕪湖卷煙廠8000kg/h制絲線控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。