基于DeviceNet的臥輥磨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：江蘇科行集團(tuán)研制的礦渣臥輥磨系統(tǒng)性能穩(wěn)定，能耗低，研磨效率高。本套系統(tǒng)是利用美國羅克韋爾AB-1769PLC與FactoryTalkView SE6.0組態(tài)軟件設(shè)計的一套控制系統(tǒng)。AB-1769PLC系統(tǒng)采用基于DeviceNet的2個遠(yuǎn)程IO站架構(gòu)，從而極大地節(jié)約控制系統(tǒng)成本，同時便于控制整個系統(tǒng)。PLC與上位機(jī)的通訊為工業(yè)以太網(wǎng)。該自動控制系統(tǒng)設(shè)計合理，整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易操作。該控制系統(tǒng)已經(jīng)在粉磨系統(tǒng)中成功運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：DeviceNet；以太網(wǎng)；AB-1769PLC；FactoryTalkView SE6.0；臥輥磨

1 概述

臥輥磨具有性能可靠、低能耗和研磨效率高等特點(diǎn)，是具有世界領(lǐng)先技術(shù)水平的礦渣粉磨裝備。該系統(tǒng)測控點(diǎn)分布廣和實(shí)時性要求高，采用傳統(tǒng)的DCS控制難以滿足數(shù)據(jù)通信量大、實(shí)時性高、高可靠性的現(xiàn)場需求。筆者設(shè)法采用DeviceNet和以太網(wǎng)通信技術(shù)，對傳統(tǒng)的臥輥磨測控系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，采用FactoryTalkView組態(tài)軟件和AB-1769PLC本身固有的邏輯強(qiáng)制功能，并進(jìn)行了離線仿真模擬調(diào)試。現(xiàn)場實(shí)測與試運(yùn)行結(jié)果表明，基于DeviceNet的臥輥磨測控系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定，通過組態(tài)軟件進(jìn)行仿真和模擬調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)并排除了控制系統(tǒng)中存在的問題，試車時間大幅縮短，為企業(yè)投產(chǎn)贏得了寶貴的時間。

2 基于DeviceNet的臥輥磨控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 美國羅克韋爾AB-1769PLC的標(biāo)簽法編程思想

美國羅克韋爾AB-1769PLC的標(biāo)簽定義虛擬變量，按照工藝要求直接進(jìn)行編程，進(jìn)而在AB-1769PLC中直接進(jìn)行離線仿真，實(shí)現(xiàn)各個子功能函數(shù)的調(diào)試，并實(shí)現(xiàn)整個工藝的離線仿真調(diào)試，最后在安裝好的控制柜上調(diào)試前將標(biāo)簽定義為實(shí)際變量，再進(jìn)行實(shí)際變量的單點(diǎn)調(diào)試，這樣調(diào)試工作基本完成。

2.2 穩(wěn)定可靠的主CPU和遠(yuǎn)程IO站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

該控制系統(tǒng)由基于DeviceNet的主CPU和2個遠(yuǎn)程IO站構(gòu)成，遠(yuǎn)程IO站的地址通過羅克韋爾DeviceNet軟件實(shí)現(xiàn)映射，從而節(jié)約大量的變量多種功能復(fù)制等編程工作，同時方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制編程。

2.3 臥輥磨液壓站的控制策略

液壓站系統(tǒng)是通過組合各換向閥、液動閥、插裝閥、電磁閥的動作，實(shí)現(xiàn)臥輥磨粉磨工藝功能的綜合性系統(tǒng)。由于臥輥磨液壓站的控制是整個控制系統(tǒng)的核心所在，因此設(shè)計時考慮到現(xiàn)場就地操作箱控制和遠(yuǎn)程上位機(jī)控制。實(shí)現(xiàn)液壓站的雙重控制，從而提高了系統(tǒng)的安全控制。[1]（表1）

以液壓站的抬輥控制策略（見表1）為例，程序如下圖1：

保護(hù)措施：

①液位低報警，液位低低停泵；

②油溫低于15度報警，低于15啟動度加熱，高于30度停止加熱，高于55度報警，高于60度停泵。

3 臥輥磨控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能

①利用羅克韋爾AB-1769PLC的標(biāo)簽離線仿真功能，降低了液壓站等在線調(diào)試的危害程度，同時減少了調(diào)試人員的長線調(diào)試周期，從而降低了調(diào)試成本。

②穩(wěn)定可靠的主CPU和遠(yuǎn)程IO站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)控制柜的靈活安裝，以及利用羅克韋爾DeviceNet軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程IO站的地址映射實(shí)現(xiàn)降低開發(fā)通訊的工作量，從而縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。

③羅克韋爾AB-1769PLC與FactoryTalkView SE6.0組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)一體化操作，大大降低了人員成本，同時提高了工作效率。

臥輥磨控制系統(tǒng)由原料車間、臥輥磨車間、成品車間等幾個系統(tǒng)組成。

4 結(jié)束語

目前該控制系統(tǒng)在臥輥磨礦渣粉磨系統(tǒng)中成功應(yīng)用，并取得良好的節(jié)能減排效果，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。為了實(shí)現(xiàn)臥輥磨機(jī)的推廣應(yīng)用，我公司將繼續(xù)深入臥輥磨機(jī)大型化、系列化、智能化等多方面的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳文珺.臥輥磨控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.12.

作者簡介：朱永祥（1977-），男，碩士，工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)電氣化與自動化。