伟创AC60变频器与西门子S7-200通讯在同步纸机上的应用

  本文介绍了西门子S7-200系列PLC与伟创变频器之间RS-485通讯控制及及数据格式，详细分析了通讯控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性。并给出了应用实例及其PLC程序设计的思路。
    一、引言
    在造纸行业,一条同步生产线起初最早采用的控制方式是:同步控制器(如CTKT调速器)+滑差电机→同步控制器（如台达）+变频器。直到现在绝大部分普遍采用的PLC+D/A模块+变频驱动最为普遍。采用D/A扩展模块控制变频器的频率时，相比而言比同步控制器要好，但同样容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。从经济的角度来分析，当需要控制多台变频器时，如果采用D/A扩展模块，成本将大大增高，我们以六个点的系统来说明，那么至少需要一个4通道的4D/A模块和一个2通道的2D/A的模块来组成该系统。仅2个模块的价格在2500元左右。而使用S7-200系列PLC，不但省掉了D/A模块，而且还省掉了通讯模块（三菱FX系列PLC则需要一个485BD通讯模块，价格在200元），因为S7-200的编程端口PORT0（PORT1）通过设定参数后就是一个RS-485通讯接口，而且我们还通过对输入点进行组合的方式可以节省大量PLC主机的输入点。仍以一条6点的同步纸机系统为例，仅需一台S7-200CPU224主机+6台变频器，就能达到主速升/降、各点之间的比例调节、绷紧、爬行等所有纸机的全部功能。和传统的PLC主机+D/A模块方式相比至少节约了3000元左右，同步点数越多价格相差越大、越经济。
    二、系统配置（以6点同步系统说明）
    本纸机同步控制系统采用一台西门子S7-200-CPU224PLC和6台变频器，分别驱动一压榨、二压榨、一缸、二缸、三缸、切纸（卷纸）
    改造后可达到以下功能：主升/主降、急停、消除比例记忆、各点分别有比例微升/微降、绷紧、爬行。
    三、程序设计要点
    该系统的重点在于程序的设计编写。首先我们必须要详解了解纸机同步系统的工作原理，因此我们在编写程序时应注意以下几点：
    1、速度链功能对纸机来说，整条生产线正常运转时，由于每个点之间的机械传动比不尽相同，烘缸直径大小不同，在保证一定的线速度下，就必然导致每个点的电机转速不一样，即变频器输出的频率不一样。也就是说相邻的两台电机转速存在着一定的比例关系B，我们假设主速度为N，1#—6#变频器速度为N1、N2、N3、N4、N5、N6。即：
    N1=N
    N2=N1*B2
    N3=N2*B3=N1*B2*B3
    N4=N3*B4=N1*B2*B3*B4
    N5=N4*B5=N1*B2*B3*B4*B5
    N6=N5*B6=N1*B2*B3*B4*B5*B6
    从以上关系式我们不难看出，进行同步调速时，无论调整哪个点的比例系数均不会影响其它分部之间的同步关系，因此遵循以上原则编写出一个速度链的子程序模块。