SIPART PS2 PA總線型閥門定位器在環形加熱爐中的應用

江　來（蕪湖東旭光電科技有限公司,安徽　蕪湖　241000）

SIPART PS2 PA總線型閥門定位器在環形加熱爐中的應用

江來
（蕪湖東旭光電科技有限公司,安徽蕪湖241000）

摘要：本文介紹了SIPART PS2閥門定位器的工作原理及其優點，調校過程中出現的問題，以及SIPART PS2 PA總線閥門定位器在環形加熱爐中的應用。

關鍵詞：環形爐；S7-400；SIPART PS2閥門定位器

1　概述

環形加熱爐是一種對連鑄圓管坯進行高溫加熱的裝置，主要由爐體、空煤氣預熱器、煙道和煙囪組成。其生產過程是將空氣、混合煤氣送入爐膛內，并以一定的比例進行混合并燃燒。爐內管坯通過爐底機械的銷齒傳動系統，自裝料位置順序經過爐子預熱段、一～四加熱段、均熱段以及出料區，一步步平穩地回轉到爐子的出料位置并達到加熱溫度要求。

2　控制系統構成及其控制功能的實現

2.1SIPARTPS2閥門定位器工作原理

SIPARTPS2智能型電氣閥門定位器由A/D、D/A轉換器、微處理器、執行機構行程檢測系統、壓電閥模塊等構成，是將壓電技術應用于定位器，具有高集成微處理器的職能現場設備，是用來控制氣動執行程、角行程執行的機構。微處理器主要是對定值與實際閥位的電子信號做比較，當微處理器檢測到偏差時，應結合偏差大小、方向輸出電控指令給壓電閥，通過壓電閥來調節機構氣室的空氣流量，可以解釋為，壓電閥將控制指令轉換為氣動位移增量。有三種情況：當控制偏差很小時，可設定位信號輸出；當控制偏差較大時，可設連續信號輸出；當偏差中距時，定位器將輸出脈沖信號。當SIPARTPS2智能型電氣閥門器與二級控制系統連接時，可從4～20mA給定信號中獲取電源。其具有提高控制閥和控制系統的性能、節氣保持官網壓力穩定、初始化過程簡單、智能化的通訊方式、故障診斷和監控功能、閥位反饋、分離安裝等特點。

2.2控制系統構成

環形加熱爐的控制系統采用高性能的CPU412-2作為主要控制器，并根據實際需要配置合適數量的I/O模塊，主要用于電氣系統中的液壓站、爐底主傳動、裝出鋼機等信號的控制，以及儀表系統中的風機、閥門等信號的控制。在控制系統中還配置了CP443-1通訊模塊，用于系統與變頻器、閥門定位器以及上位機的通訊連接。在就地控制分站中，采用了ET200對遠程I/O控制量進行采集，通過PROFIBUS網絡傳送至主控制系統中。

2.3SIPARTPS2PA總線閥門定位器在環形加熱爐控制的實現

在組態SIPARTPS2PA總線儀表時，根據實際定位器的版本進行組態選擇（本項目工程采用的是6DR5510-0NG00-0AA0型號的PA總線型閥門定位器。為了能夠使主站（SIMATICS7）獲得從站PROFIBUSPA設備上的值，就必須知道這些設備在DP/PA Link中的地址區。所以本項目工程選用了DP/PACoupler（型號為157-0AC83-0XA0），其組態如圖1所示。

然后在程序塊中編程

OB1塊中編程：本項目OB1塊通過調用FC40塊，然后在FC40塊中調用SFC14塊和SFC15塊

讀取反饋值及狀態和執行器位置及狀態，調用SFC14CALL "DPRD_DAT"

LADDR:=W#16#3E8（輸入地址）

RET_VAL:=#R1（錯誤信心存放地址）

RECORD:=P#DB150.DBX0.0BYTE10

寫入設定點及狀態，調用SFC15CALL"DPWR_DAT"

LADDR:=W#16#3E8（輸入地址）

RECORD:=P#DB150.DBX10.0BYTE5

RET_VAL:=#W1（錯誤信心存放地址）

程序如下，寫入后將整個項目下載到CPU中即可。如圖2所示。

2.4SIPARTPS2閥門定位器的在校準過程中出現的問題

SIPARTPS2閥門定位器在初始化期間，微處理器可自動確定執行機構的行程范圍、作用方向、定位速度、零點，整個過程都是自動進行。下面通過SIPARTPS2閥門定位器在調校過程中出現的常見問題以及處理方法。

（1）在確認SIPARTPS2智能閥門定位器的安裝方式、氣路接頭緊固、傳動比選擇器（90°/33°）位置、電氣線路等正確無誤后，進行自動初始化。但是自動到某種程度時，自動校準被中止。在智能閥門定位器校準時，可直接用手操器的自動校準功能來完成校準工作，如果自動校準未通過，可使用手操器的手動校準功能進行調節，再進行自動校準即可。

（2）智能閥門定位器出現手動和自動校準都未通過時，應按以下步驟進行檢查：1）查看閥門定位器的氣路有無被堵塞；2）檢查安裝過程中閥門的開關有無卡澀問題；3）檢查閥門的參數是否正確。

（3）智能定位器校準不通過的原因還在于閥門定位器反饋桿的安裝位置是否合理，一般情況下反饋桿上的鎖緊螺母松動導致反饋桿偏離原先的安裝位置，這就需要調整反饋桿安裝位置。目前智能調節閥都有專門的反饋桿定位孔，只要關閉調節閥的氣源，直接通過反饋桿定位孔來確定反饋桿的位置就性。

（4）調節閥漏量大，調校后問題依舊存在。當確定閥內件完好無損并進行智能定位器自動校準后，仍出現調節閥漏量大的問題，可進行下邊的處理：先給閥輸入一個4mA信號，使閥門處于完全關閉狀態，通過閥桿上的兩個鎖緊螺母來調整閥桿，使閥桿向下移動，直到動不了為止；再輸入12mA左右的信號，通過對閥桿上兩個鎖緊螺母的調整，使閥桿向下移動四分之一圈，這樣就可以解決調節閥漏量大的問題。

3　應用體會

該項目從投入使用至今，達到了預期的效果。在本項目的應用中，體會最深的是SIPARTPS2PA總線型閥門定位器的硬件組態、程序的調用和在調試過程中出現的各種問題，以及如何解決這些問題，為日后SIPARTPS2PA總線型閥門定位器的維護和使用奠定了一定的基礎。

參考文獻：

[1]劉鍇.深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京航空航天大學出版社,2009(01).

[2]廖常初.S7-300400PLC應用技術[M].機械工業出版社,2008(06).