PDF《PROFIBUS-DP 在轧钢厂双边剪控制系统中的应用》

1 PROFIBUS-DP 在轧钢厂双边剪控制系统中的应用 魏伟周国荣 (中南大学信息科学与工程学院 湖南 长沙 410083) 摘要:PROFIBUS?DP 最主要的应用就是工业现场级主从站之间周期的数据交换,从而实 现工业控制网络的实时通讯.

针对一个兼有高度实时性和快速性的多机械联动的复杂机组传 动系统,提出了基于 PROFIBUS?DP 的现场总线控制系统.根据系统的实际应用,分析了不 同情况下总线循环周期的变化, 总结了影响控制系统实时性的几个因素, 最后给出了提高 系 统实时性的几个建议. 关键词:PROFIBUS?DP 实时性 总线循环周期 中图分类号:TP393.1,TP272 Application of PROFIBUS?DP in the Double?side Shears Control System in Rolling Mill WEI Wei ZHOU Guo?rong (College of Information Science and Engineering, Central South University, ChangSha, Hunan, 410083) Abstract: The main application of PROFIBUS?DP is the cyclic data exchange between master and slave devices, thus realize the real?time communication in the industrial control system. For a highly real?time, rapid, and multi?machine complicated driving system, a fieldbus control system based on PROFIBUS?DP is proposed. According to practical application, the variation of the bus cycle time under different circumstances is analyzed, some factors that influence the real?time property is summarized, and finally some suggestions on how the real?time property could be improved are given. Key words: PROFIBUS?DP? Real?time property? Bus cycle time

1 引言 随着控制技术的发展,在工业现场应 用中, 实时性越来越被提高到一个首要的位 置. 尤其是在一些工艺复杂的快速系统中控 制器与执行机构之间的实时通信, 是整个控 制系统能够正常、 可靠运行的至关重要的决 定因素.现场总线技术的应运而生,导致了 控制系统和现场设备的巨大变革, 使得实时 性问题得到了解决. 本文以某轧钢厂双边剪 传动系统改造项目为例对此进行了分析.

2 系统工艺要求及作业流程 作者简介:魏伟(1982-) ,女,山西岚县 人,硕士研究生,主要从事计算机测控、工业自动 化等方面的研究. 周国荣(1949-) ,男,湖南人,教授,主要 从事机器人控制、计算机测控、机电控制自动化等 方面的研究. 双边剪机组是轧钢厂的关键设备之一, 整个机组负责对成型后的钢板进行剪切毛 边,使之成为最终成品.按照工艺要求,系 统有三种剪切速度:24 次/分、18 次/分和

12 次/分,三种步长选择:110mm、120mm 以及 130mm.剪切钢板时,需根据板厚和 板长选择不同的剪切步长和剪切速度, 并必 须根据实际检测的钢板位置对板头和板尾 部分的剪切步长进行实时调节. 为了简单地 说明问题, 以常用的剪切速度24次/分为例, 对系统进行分析. 剪切一刀的具体流程如图

1 所示. 图中 为剪切过程中曲轴角度值.以上 ? 所有的工艺都是在曲轴转动一周(360 )内 按控制逻辑完成. 剪切速度为每分钟24 次, 即要在 2.5s 内完成上述步骤, 其中送板时间 约为 1s. 钢板的传送是由八台夹送辊共同完 成的,分为入口夹送辊和出口夹送辊两组, 每组的上辊可根据钢板在生产线上的位置 上抬或下压. 每个夹送辊由一台直流电机驱

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264 ? 主剪曲轴启动 ? 剪切完标志位为

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306 ? 、 送板结束 压板压下 , 碎边完了 碎边刀后退 , 切边完了 主刀离开钢板 压板抬升 送板 上夹送辊压下 曲轴停止 图1剪切钢板的工艺流程 动, 因此需要对八台夹送辊驱动电机进行同 步控制. 其他工艺过程均由原系统中的主控 PLC 控制. 送板过程要在曲轴转动一周内与 其他设备动作严密配合, 就应该满足送板及 时、停止快速,且能够在规定的时间内送板 到位. 因此系统必需要保证各种测控信号和 八台驱动电机的控制信号能够实时被传送. 针对这样一个实时性要求高、 且多个控制对 象分散的系统, 一个有效的解决方案是采用 PROFIBUS?DP 构成现场总线控制系统.