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丹佛斯变频器在水箱式拉丝机主机上的应用
来源:丹佛斯(上海)自动控制有限公司   发表时间:2009/8/6 15:04:00  浏览次数:
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  应用客户:嘉兴东方钢帘线有限公司
  应用设备:水箱式拉丝机
  项目简介:嘉兴东方钢帘线有限公司是国内汽车钢帘线行业的骨干企业之一,水箱式拉丝机是钢帘线制造的关键设备。嘉兴东方钢帘线有限公司原有一台水箱式拉丝机,使用了一台西门子变频器和一台ABB变频器。其中西门子变频器发生故障后,我们公司对原设备进行仔细研究后成功地用丹佛斯VLT5000变频器进行替换,由于丹佛斯变频器的全面功能和高可靠性,设备工作良好,用户对此非常满意。
  
水箱式拉丝机工艺说明

    水箱式拉丝机的传动主要由以下三部分组成(如图1所示):
    1,放线:采用被动放卷,制动器控制放卷张力;
    2,拉丝,即主机:使用变频器作开环速度控制;
    3,收卷:线速度同步+恒张力控制,有跳舞轮位置反馈,变频器作闭环工艺控制,控制跳舞轮的位置。

图1

原设备电气控制系统说明

  人机界面:西门子OP270
  主控PLC:西门子S7-226
  主机变频器:西门子MM440-22kW变频器
  收卷变频器:ABB ACS600变频器

  两台变频器的起动/停止,故障报警全部通过数字I/O点控制;收卷跳舞轮位置控制由ACS600独立完成;主机转速由S7-200 PLC通过RS485串行通讯口给定。
  系统控制框图如图2所示:

图2nextpage

具体替换办法说明

   控制线接线部分:
   根据以上提供的接线图纸,参照西门子MM440变频器和丹佛斯VLT5000变频器的说明书,格我们可以实现SIEMNES变频器和DANFOSS变频器之间外部端子接线的替换(以实现同样的逻辑功能为目的)
  
  原先使用的西门子变频器端子接线如图3所示:

图3

  替换的丹佛斯变频器接线如图4所示:

图4

    通讯程序修改部分:
    由于西门子变频器的USS通讯协议与丹佛斯变频器的RS485通讯协议并不完全兼容,所以变频器替换以后,还要对S7-200 PLC的程序的通讯部分作恰当修改,才能保证系统的正常运行。

   A、西门子 USS通讯协议简要介绍
  USS程序中可以调用4个子程序块,它们分别是:初始化(USS-INIT)、控制字,频率设定(USS-CTRL)、读参数(USS-RPM)、写参数(USS-WPM)。对使用者来说只要调用这四个子程序块就可以完成读写参数、通讯控制和频率给定等功能(这四个子程序块具体使用方法可以在SIEMNES PLC S7-200中帮助选项中查寻)。
  
   B、USS通讯程序中发送报文格式与DANFOSS变频器所需报文格式的区别
   USS通讯子程序中名为USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)的三个子程序发送的报文格式如下:
    STX LGE ADR PKE IND PWE PCD1 PCD2 BCC
   
    USS通讯子程序中名为USS-WPM(DWORD)的子程序发送的报文格式如下:
    STX LGE ADR PKE IND PWE(HIGH) PWE(LOW) PCD1 PCD2 BCC
   
    丹佛斯变频器RS485通讯协议报文格式如下:
    STX LGE ADR PKE IND PWE(HIGH) PWE(LOW) PCD1 PCD2 BCC
   
    由以上的表格可以知道丹佛斯变频器RS485通讯协议的报文格式与USS-WPM(DWORD)子程序的报文格式是完全相同的;与USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)三个子程序只在PWE的长度上有两个字节的差异。据此,将原PLC通讯子程序中发送的PWE由两个字节改为4个字节,就能与丹佛斯变频器顺利通讯了。
  
   C、报文格式中的PCD1(控制字),西门子变频器与丹佛斯变频器是有区别的;但是因为这次的应用中没有使用到控制字功能,所以在此不作详细介绍。(详细介绍请参考USS PROTOCOL和DANFOSS DESIGN GUIDE 说明书)。
  
   D、两种通讯协议的PCD2(总线给定)定义完全相同,都为16384(十进制)对应100%的总线给定,因此频率给定部分不必作任何修改。
  
总结:

  此次替换的切入点是西门子S7-200 PLC和丹佛斯变频器的通讯协议改造,对外围设备的影响很小,用户在操作中几乎感觉不到变化,这样的保证对于那些大规模制造业的用户是非常关键的。此次成功经验以后也可应用到其他类似的工程项目中。

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