profibus现场总线在火炬自动点火控制系统中的应用

profibus现场总线在火炬自动点火控制系统中的应用

subibi是一个广泛而开放的数字通信系统。它适用于快速和时间要求的应用和复杂的通信任务。Profibus现场总线技术已经在全国各地得到广范应用,应用领域包括制造业、电力行业、环境工程、过程工业控制、加工行业等。Profibus-DP主要侧重用于工厂自动化,是一种高速低成本,专门用于自动控制系统和设备及分散的I/O之间的通信网络。Profibus用DP和它的DP-V0、DP-V1和DP-V2版本提供了宽阔的选项范围,它能使不同应用之间的通信得到优化。它的传输速率从9.6Kbit/s开始,最大传输速率可达到12Mbit/s,每个分段可挂接32个主从站设备,通过中继,最多可挂接127个主从站设备。1profibus现场总线在生产运行监控设备中的应用国内某大型石化企业为实现火炬系统自动点火,为此设计了基于Profibus-DP的控制系统,该公司的火炬系统分布在分装置的偏远空旷地带,地理上比较分散,每套火炬系统包括火炬头、分子密封器、高空高能点火系统(带自动复点功能)、地面手动点火系统、红外火焰检测器、蒸汽管路和阀组(服务高空和中央蒸汽)、长明灯以及工业控制计算机等系统组成。如果采用传统的DCS系统,则整个系统的设备安装连线非常复杂,施工费用较高,而采用Profibus现场总线控制系统,可以通过数字信号进行传输数据,各设备可就近与双绞线总线进行连接通信,实现自动点火控制功能安全可靠运行。对于红外火焰检测器、热质式流量计等不具备Profibus总线接口的仪表,可以采用Profibus接口转换器连接到DP总线;而高空点火器、仪表控制阀门、温度、压力变送器、PLC主站等可直接与Profibus总线连接。如图1所示,PLC作为主站与各从站进行通信,完成数据采集和数据远程输出控制功能;工业PC机与PLC主站点对点连接,完成系统组态、数据管理、打印等工作。2sufiba的自动立体库体系的应用2.1堆垛机控制系统自动化立体仓库是集物流技术、仓储技术、机电一体化技术、计算机技术于一身的综合科学技术,它以高层立体货架为主要标志。某橡胶厂的成品轮胎立体仓库采用了Profibus总线控制系统进行堆垛机控制。该立体仓库包括6个巷道,每个巷道80m长,巷道两边为高层货架用于存放轮胎,每个货架有30列、15层,一排货架可以存放450个货位。堆垛机是立体仓库的关键设备,主要动作方式为:沿巷道前后方向、位于立柱的升降台上下方向、升降台上货叉左右方向3种动作。通过上述3种运动方式实现巷道定位、货架位定准、货物存取功能。每个巷道需要配备1台堆垛机,共需6台。堆垛机由异步电动机拖动,通过变频器控制速度,可以实现前后、升降、货叉左右3种运动互锁。根据实际运行需要,堆垛机可以采用全自动、半自动和手动3种工作方式。2.2profibus-dp站根据立体仓库工艺流程和控制系统要求,设计了Profibus现场总线控制方案,如图2所示。整个系统由上位机、Profibus-DP主站、Profibus-DP从站和现场设备组成,Profibus-DP总线将现场所有设备连接起来。本系统Profibus-DP主站采用CPU-2DP系列模块,从站采用ET200M现场模块。本系统还包括S7300的PLC模块、计数器模块、I/O模块、D/A模块、西门子公司6SE70型变频器、TURK旋转编码器和光电开关等现场设备。2.3巷道前后运动误差控制堆垛机在自动化控制的立体仓库起到至关重要的作用。为了可靠安全地存取货物要求:能够准确实现位置定位控制;传输速度快,运行时间短,工作效率高;巷道前后运动误差控制在±10mm;控制过程包含仪表联锁、安全报警等功能。(1)采用高效的现场总线接口巷道前后运动采用交流变频调速系统进行控制,根据实际要求选择西门子6SE70变频器来完成巷道前后运行控制,实现快速、准确、安全、稳定操作。6SE70变频器内置CBP通信接口,可以通过9针D型插座与Profibus-DP现场总线连接,组成一个变频器的远程群控系统。6SE70变频器作为从站,根据S7-300接收的开关信号、模拟量信号进行变频器启动和停止、运行和调速控制。系统连接如图3所示。变频器采用现场总线网络构成一个群控系统,6台变频器仅需一根通信电缆即可实现数据传输控制,节约了大量现场接线和电缆敷设工作量,节约了工程投资成本;由于现场总控制为数字信号传输,系统安全性得到大大提高;变频器控制由上级主站的专用软件进行控制,系统的适应性和可维护性界面特别友好。(2)光电开关寻码确认堆垛机的立柱上相对货架每一层均有地址寻码片,通过每一层的光电开关进行寻码确认。每上升或是下降均有光电开关与之对应,光电开关发出的脉冲信号传递给PLC的计数模块,计数模块根据脉冲信号进行层地址认证,进而控制升降台的上下运动。(3)堆垛机的左右扩张运动控制货叉左右伸缩控制采用恒低速控制,由PLC的I/O模块对电机进行启停和定位控制。(4)个方向运动控制为了安全起见,堆垛机的前后、上下、左右3个方向运动控制采用逻辑互锁控制,运行过程中保证只能有一个方向运动在工作。此外,还设置运行状态显示、故障联锁报警等安全措施。2.4自动化、稳定、安全运营价值经过3个月的试运行和现场运行参数调试完善,成功实现了自动立体化仓库的稳定、安全运营,不仅设备故障率极低,而且实现库存管理自动化,大大减轻工人的劳动强度,为公司创造了一定的经济效益和社会效益。3