composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计

1、引言

可编程序控制器(     plc   )现场通讯网络是plc开发应用的一个重要方向,能使plc在工业现场获得了更大应用效益。当前,可通信低压电器执行的现场总线标准种类较多,其中composbus/s现场总线是一种应用广泛的可连接底层各种     传感器   和执行器等设备的开放式现场总线。     欧姆龙   公司sysmac cjplc是一种小型、数据高速传送的新型plc,根据需要可以作为主站配置成composbus/s总线现场通讯网络。下面介绍它在柴油机公司     发动机   缸体生产线上的应用。

2、生产线的组成

柴油机公司发动机缸体的190至210工序由五台专机和输送装置组成一条生产加工线。五台专机由输送装置统一上下零件。该生产线要求每台机床不仅能够单独调整、单机自动循环加工,而且要求五台机床可联动同时加工,一个操作者在第一台机床操作台上操作,就可以实现对五台机床同时操作。这就要求,五台机床之间的相关联     锁   信号进行相互传递,因此对电气控制系统提出了很高的要求。

3、 控制系统总体方案

电气控制系统的设计遵循的原则

(1) 系统应具有先进性;(2) 稳定可靠;(3) 安全性;(4) 可扩展性;(5) 可维护性和可操作性;(6) 经济性;(7) 使用的习惯性。

根据生产线的特点和对电气控制系统的要求,我们采用现场总线分布式控制方案。即改变以前采用     i/o   摸板及控制器件全部在一组电控柜内的集中控制方式,将控制器件分散到各个单机,通过总线将它们与主控柜的plc连成统一的电气控制系统。

3.1 composbus/s现场总线的特点

(1) 是     机械   系统中完善的高速开/关总线。

(2) 专用     电缆   省配线,无需     端子   转换单元,方便了安装。

(3) 当连接pc、从站和i/o设备时和配线一样可节省每个系统建立和维护的费用和时间;

(4) 易于连接传感器和从站单元;

(5) t分支允许简单的系统扩展;

(6) 循环周期至多1ms,可扩至32个从站,256个i/o点。

3.2 硬件的     选型  

电控柜的控制核心全部选用欧姆龙公司的plc产品,在性能、速度等方面满足要求的情况下,追求最优的性能价格比。因此plc选用cj1m及cpm2ah系列,现场总线选用composbus/s,主站单元为cj1w-srm21,从站链接单元为cpm1a-srt21。为减少信号反射并使网络通信稳定,在干线的两端连接终端     电阻   s     rs   1-t,主站中央处理器(     cpu   )选用cjim-cpu11,电源单元选用cj1w-pa202。

3.3 系统主要功能

按照“集中管理、综合     监控   、分段控制”的设计原则,根据缸体线的实际情况,采用composbus/s总线连接各分布式i/o站、操作面板等,通过具备现场总线     接口   的主控制器(cj1m)实现对各工艺段设备的组合和单机控制,以此满足生产要求。

(1) 自动控制功能。按工艺要求,可实现对缸体线的顺序控制、启动、停机、故障停机、报警等。

(2) 手动/自动切换功能。一般情况下,系统运行是在自动控制状态下。当需要对设备进行检修、保养、调试等工作时,可将系统由自动状态切换到手动状态,通过设备的特定按钮,实现对设备的独立启停操作。

(3) 具有多种安全措施。对控制系统上的每个控制回路、每台电机、每个动力回路、每个电控柜都设有多级保护措施,对人身、设备可万无一失。

(4) 具有自动故障诊断及报警功能,以及必要的故障自动处理能力。出现故障时,有报警灯指示。

4 、 compobus/s现场总线的控制方式

4.1 composbus/s总线结构

composbus/s总线接线如图1所示:

 composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计_设计制作_测量仪表

4.2 composbus/s总线配置

机床1作为主站,机床2到机床5作为机床1的从站。

(1) 每个srt联接字为8个点input,8个点output,并且分配各自的节点号。

(2) 接线为双芯vctf电缆,通信波特率为750kbps,最大通信距离为100m。

(3) 地址分配:srt21上的     dip开关   用于设定节点号和保持或消除通信输出错误。

节点号的设定如表1:

 composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计_设计制作_测量仪表

机床2上的cpm1a-srt21的节点号为0。

机床3上的cpm1a-srt21的节点号为1。

机床4上的cpm1a-srt21的节点号为2。

机床5上的cpm1a-srt21的节点号为3。

4.3 从站输入地址输出地址分配

机床2到机床5选用的都是60点的plc(cpm2ah-60cdr-a),从站cpm1a-srt21输入地址分配为003,输出地址分配为013。当cj1w-srm21内的     dip       开关   的第一脚为off时,cjim中每个机床的输入、输出地址分配如表2 :

 composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计_设计制作_测量仪表

4.4 主站、从站的信号传输

机床2、机床3、机床4、机床5中的总停信号要传输到机床1中同时接收机床1输出的总停信号,机床2到5的plc程序如图2所示:

 composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计_设计制作_测量仪表

机床1接收机床2到机床5的总停信号同时传输总停信号到各机床,机床1中的plc程序如图3所示。

 composbus/s现场总线的特点及实现发动机电气控制系统的设计_设计制作_测量仪表

其中009为各台的总停信号(总停按纽),各台的输出地址都为1300,它们输入到机床1中的地址分别为2004.00,2004.08,2005.00,2005.08。机床1输出到各台的总停信号的地址分别为2000.02,2000.10,2001.02,2001.10,输入到各台的地址为302。

正常情况下,009不闭合,1300输出为1,2004.00,2004.08,2005.00,2005.08接通,2000.02,2000.10,2001.02,2001.10输出为1,各机床的302接通,主控信号为1,各台正常工作。当某一台出现故障,按下急停后,1300输出为0,2004.00,2004.08,2005.00,2005.08断开,2000.02,2000.10,2001.02,2001.10输出为0,各机床的302断开,主控信号为0,各机床都停止运行,直到故障解除。其它信号的传递原理与此相同。

5、结束语

总线技术的应用,大大减少了电气     布线   ,不仅省料省工,而且信号的传递安全快捷,降低了电控系统的故障率,具有显著的综合效益。

责任编辑:gt

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