西门子网络接头全新原装

发布时间:2018-08-30

                  西门子网络接头全新原装

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产品名称、西门子 简介    西门子全新原装请找上海庆惜代理商




本文主要介绍了西门子传动SM150在宝钢薄带连铸新增试验轧机项目中的应用。文中介绍了项目的概况、控制系统配置和设备选型依据,并着重介绍了SM150软硬件配置、主要功能以及在本项目中发挥的重要作用。
关键字:薄带轧机,控制系统,SM150调速装置
一、 项目简介
  宝钢薄带连铸新增试验轧机项目是为宝山钢铁股份有限公司薄带连铸产业化攻关项目的一部分。试验机组的处理能力为每天一炉,规格为厚度1-3mm,大带宽1110mm,大卷重18t。根据双辊式薄带连铸中试的需要,宝钢股份在原有薄带连铸试验机组上新增1套试验轧机。
薄带连铸实验机组工艺流程图
二、 控制系统构成
  新增试验轧机系统配置一套S7400 PLC(含FM458)、一台HMI操作站(兼服务器)、一台模型计算机、一套数据采集分析系统及特殊仪表操作终端,模型计算机←→L1和HMI←→PLC通过TCP/IP方式通信,另外需要同原铸机系统进行连接。根据系统网络配置和复杂性,将新增系统计算机和原有系统计算机配置在一个网段,铸机、L1和轧机计算机均采用TCP/IP以太网方式通信。
在系统配置和选型上,要点如下:
  采用电气、仪表、计算机(EIC)一体化的结构体系,共用数据。采用通用PC机作为L1的操作终端。
  控制系统网络采用SIEMENS公司的10/100MBPS的快速工业以太网,利用原有系统的网络节点,增加两个路由器:一个(不带光口)用于新增计算机的网络接入,另一个(带光口)用于新增PLC的网络接入。
  PLC控制器选用SIEMENS公司的CP416-2及FM458-1DP,PLC与外部设备的连结,如与分布式I/O、智能仪表、现场智能操作盘、调速装置等将采用PPROFIBUS-DP-DP现场总线,根据距离传输介质选择使用双绞线、同轴电缆或光缆。
  采用的PC服务器作为模型控制计算机。
  采用的FDAA系统用于轧制过程工艺数据的快速收集和分析。
  PLC站的配置
  采用SYNMADYN D系列的FM458模板或TDC专门用于轧机机架、层流冷却等的控制,FM458模板插入S7-400主机架,TDC机架单独成柜,FM458或TDC 的CPU 为64位浮点 RISC CPU,快采样时间100μs,带有256K缓冲存储器,使用的编程语言为CFC和STEP7。配置以太网通讯模板用于实现与HMI站和模型服务器的通讯;配置PPROFIBUS-DP-DP接口模板用于连接FDAA系统;TDC的一个PPROFIBUS-DP接口用于连接主电机变频调速装置。
  采用S7400系列的CPU用于轧机和层冷以外的公辅设备控制,配置一个PPROFIBUS-DP-DP接口用于连接ET200M站和机架变频调速装置;配置以太网通讯模板用于实现与HMI站的通讯。
薄带连铸实验机组三电系统图

西门子

6ES7 291-8BA20-0XA0 西门子S7-200 PLC用锂电池 带插头 80元
PC-MPI 西门子S7-300 PLC用编程电缆  长度2M (6ES7 972-0CA23-0XA0) 700元
PC-MPI –5M 西门子S7-300 PLC用编程电缆  长度5M (6ES7 972-0CA21-0XA0) 800元
PC-PPI 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度2M (6ES7 901-3BF00-0XA0) 45元/50PCS
PC-PPI-3M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度3M 80元/20PCS
PC-PPI-5M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度5M 150元/20PCS
PC-PPI-10M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度10M 500元
PC-PPI-20M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度20M 800元
PC-PPI-30M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度30M 1000元
PC-PPI-50M 西门子S7-200 PLC用编程电缆  长度50M 1600元
PC-TTY 西门子S5 PLC用编程电缆长度2M   (6ES5 734-1BD20) 150元/20PCS
PC-TTY-5M 西门子S5 PLC用编程电缆长度5M   (6ES5 734-1BD20) 300元
6ES7 291-8BA20-0XA0 西门子S7-200 PLC用锂电池 带插头 80元
6ES7 971-1AA00-0AA0 西门子S7-300 PLC用锂电池(LS14250C) 带插头 80元
SL-750 西门子S5 PLC用锂电池 无插头 60元
SL-360 西门子S5 PLC用锂电池 无插头 80元
SL-770 西门子S5 PLC用锂电池 无插头 200元
6ES5 980-0MA11 西门子S5 PLC用锂电池 60元
6ES5 980-0AE11 西门子S5 PLC用锂电池 80元
6ES5 980-0AA21 西门子S5 PLC用锂电池 200元
6EW1000-7AA 西门子S5 PLC用锂电池 200元
6EW1001-0AA 西门子S5 PLC用锂电池 450元
420/440-2M 西门子420/440/430变频器远距离面板安装电缆 长度2M 80元/20PCS
420/440-3M 西门子420/440/430变频器远距离面板安装电缆 长度3M 90元/20PCS
420/440-5M 西门子420/440/430变频器远距离面板安装电缆 长度5M 100元/20PCS
6ES7901-0BF00-0AA0 SIEMENS MPI KABEL  TP27触摸屏与S7-200连接电缆长度5M 20元
6ES7901-0BF00-0AA0-2M SIEMENS MPI KABEL  TP27触摸屏与S7-200连接电缆长度2M 15元
6ES7901-0BF00-0AA0-AM SIEMENS MPI KABEL  TP27触摸屏与S7-200连接电缆长度10M 50元
6ES7901-1BF00-0XA0 SIEMENS RS232-CABLE  MPI适配器连接电缆长度5M 20元
6ES7901-1BF00-0XA0-2M SIEMENS RS232-CABLE  MPI适配器连接电缆长度2M 15元
6ES7901-1BF00-0XA0-AM SIEMENS RS232-CABLE  MPI适配器连接电缆长度10M 50元
  西门子S7-200  PG702用电缆 长度2M 80元
6ES7 290-6AA20-0XA0 西门子S7-200  PLC用I/O扩展电缆 长度1M 120元
6ES7 290-6AA20-0XA0-2M 西门子S7-200  PLC用I/O扩展电缆 长度2M 180元
6ES7 368-3BB01-0AA0 S7-300 PLC IM360和IM361扩展电缆 长度1M 80元
6ES7 368-3BC51-0AA0 S7-300 PLC IM360和IM361扩展电缆 长度2M 150元
6ES7 368-3BF01-0AA0 S7-300 PLC IM360和IM361扩展电缆 长度5M 300元
6ES7 368-3CB01-0AA0 S7-300 PLC IM360和IM361扩展电缆 长度10M 400元
6ES7 390-1AF30-0AA0 S7-300 PLC 用导轨 长度530MM 65元
6ES7 390-1AJ30-0AA0 S7-300 PLC 用导轨 长度830MM  
6XV1-830-0AH10 SIEMENS L2电缆 2芯屏蔽(总线电缆或PROFIBUS电缆)  
6XV1-830-0EH10 SIEMENS L2电缆 2芯屏蔽(总线电缆或PROFIBUS电缆) 3.5元/M
6ES7 972-0BA41-0XA0 PROFIBUS 总线连接器 不带编程口  35度电缆引出线  
6ES7 972-0BB41-0XA0 PROFIBUS 总线连接器带编程口    35度电缆引出线  
6ES7 972-0BA12-0XA0 PROFIBUS 总线连接器 不带编程口  垂直电缆引出线 55元/100PCS
6ES7 972-0BB12-0XA0 PROFIBUS 总线连接器带编程口    垂直电缆引出线 55元/100PCS
6ES7 972-0BA50-0XA0 PROFIBUS 总线连接器 不带编程口  垂直电缆引出线无终端电阻  
6ES7 972-0BB50-0XA0 PROFIBUS 总线连接器带编程口    垂直电缆引出线无终端电阻  
6XV1-830-0EH10 SIEMENS L2电缆 2芯屏蔽(总线电缆或PROFIBUS电缆) 3.5元/米


     1 引言

  在常规自动控制系统中,传感器与执行器是独立接线的,多个传感器和执行器构成的系统需要大量导线。通信总线应用到测控系统中,不仅能节省大量的导线,而且可提高系统的可靠性。已被广泛采用的工业总线一般有两类。一类为主从结构方式,如RS-485通讯,该通讯总线在工业控制中已得到广泛应用,其通讯方式为命令—响应方式。主机定时向各子控制器发出查询信号,再由各子控制器汇报各自状态。这种通讯方式开发难度较小,但通讯实际耗费了主控制器相当一部分资源。所以此种方式并未能完全地发挥出主控制器强大的运算功能。另一类为各节点通讯方式,如欧姆龙公司、三菱公司的CAN总线,NEWLIFT公司的LONWORKS总线等。这类总线的可靠性和通讯速率与前一种有着本质的提高,但成本相对较贵。


  2 西门子执行器-传感器接口总线

  针对现在流行的两类串行总线控制方式的优缺点,西门子吸取了两种控制方式的优点,推出了AS-Interface(远程I/O)总线技术。AS-Interface是执行器-传感器接口总线系统,就是将分散的I/O信号通过从站收集起来,仅用两根信号线传送到AS-I主站。AS-I主站按顺序呼叫,长循环时间为5ms,AS-I从站节点在错误的情况下,具有自动关闭总线的功能,切断它与总线上的联系,使其它从站不受影响,其故障问题可及时在AS-I主站上反映出来。AS-I的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施,保证了AS-I总线的高可靠性,AS-I总线直接通讯距离远可达100m,通过中继站延伸的大距离300m,AS-I总线多可安装248个传感器与执行器。


  西门子PLC主机与执行器-传感器-接口从站之间的联系通过AS-I主站,无须额外编辑通讯程序,对于工程人员来说远程I/O对应于映像区的对应位,符合他们的编程惯,十分方便。由于两线通讯的应用,系统连接线采用卡线刺穿式结构,布线量大为减少,且的AS-I梯形电缆,杜绝了接线错误的可能性,与以前的PLC控制系统相比可节省大量的电缆,安装工作量亦大为减少。

  3 电梯控制系统

  电梯控制系统从继电器控制发展到PLC加调速器控制方式,经历了一个相当大的技术飞跃,现有的产品也成型,且性能相当稳定,现有的电梯控制系统基本结构如图1所示。控制中心在楼顶机房,井道和轿厢中的所有信号都以点对点的形式通过大量的电缆传送到控制中心。

  

  图1 传统电梯控制系统

  传统电梯控制系统由于接线过多,安装复杂,不易更改和扩展,导致难以维护和效率低的缺点。电梯用户对电梯的要求已不仅仅停留在对系统的安全性、可靠性等基本功能的追求上,对电梯的舒适感、效率、自我故障诊断、远程监控等智能化以及电梯调试,维护的简便性提出了更高的要求。所以急需一种高效率,高可靠性的现场总线技术来满足用户的要求,AS-Interface总线技术就是其佳选择。AS-I总线的物理实现为两线通讯,接线采用卡线刺穿式结构,AS-I从站可以十分方便的接入到总线上,且的AS-I梯形电缆,杜绝了接线错误的可能性。下面对西门子S7-200CN PLC的AS-Interface总线系统实现电梯控制做一些探讨。

  4.1 硬件实现

  具有AS-Interface总线功能的西门子S7-200CN PLC性能较好,功能强大,支持三角函数、开方、对数运算等功能;可在线编辑和监视;通过调制解调器支持远程监控;可以故障诊断,执行单次扫描,强制输出;可以编辑变量状态表,使用多个可同时打开的窗口可同时显示信号状态和状态表。所以基于S7-200CN PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、极高的控制系统。

  在系统的硬件实现上,经过仔细调查和论证发现:电梯控制系统的传感器和执行器基本上集中在井道和轿厢,机房仅只有一个执行器即调速器,而无传感器。所以将机房作为控制中心不尽合理,为了使系统的硬件布置达到优,项目对传统的电梯控制系统做了如下调整:电梯的控制系统和拖动系统从物理上分开,改变了传统电梯系统控制、拖动不分家的状态。这样做的好处是真正实现了强弱电分开,大大提高了系统的抗干扰性,进一步保证了电梯系统的安全和可靠;由于电梯的大部分信号在轿厢和井道,如果将控制中心置于机房,即使应用AS-Interface总线技术,那么它所需要的AS-I从站是十分可观的(以10层10站的电梯为例,轿厢和井道的信号大约有100个,一个AS-I从站的的I/O数多为8,也就是说需13个从站才能满足要求),这种即使有了性而无经济性的系统难以被工程所接受。项目的做法就是将控制中心转移到轿厢顶,这种转移在不降低其性的同时大大降低了控制系统的成本(同样以10层10站的电梯为例,井道和机房的信号大约有48个,所需要的从站仅为6个)。

  图2为根据以上思想采用AS-I总线技术的电梯控制系统,控制中心位于轿顶,由CPU226CN(PLC)、EM223(PLC扩展)、AS-I主站三部分组成,轿厢上的信号均直接接到PLC的I/O上,井道和机房的信号通过AS-I从站传输到AS-I主站上,现场安装十分简单。

  

  图2 AS-I电梯控制系统

由于薄带试验机组现有操作室和计算机室的剩余空间有限,本项目需要新增的计算机设备较多,为了减少占地及节省投资不考虑HMI服务器加HMI操作站的标准配置,HMI服务器兼作HMI操作站。
数据采集分析系统
  数据分析系统能够帮助用户进行在线调试、故障跟踪、故障诊断及分析等。本项目调试时间短,技术含量较高,且技术难度大,特别是对于轧制力调节、辊缝位置调节及弯辊力控制等实时性要求很高的功能,均需要使用实时的数据采集及分析系统来协助调试,这样才能达到优化工艺参数、加快调试进程、提高控制精度的目的。
三、西门子SM150选型依据、软硬件及控制功能
系统主回路原理图如图3所示

主回路系统原理图

首先冷却循环系统开始运行(冷却循环系统是两台泵,一用一备24小时交替工作)。冷却循环系统运行后,检查冷却循环系统运行是否工作正常(包括流量、离子浓度等),之后进行预充电。当中间直流电压充到±4800V的80%左右,通过VSM10检测高压开关电网一侧的电源相位、频率、电压幅值。D445控制器通过DRIVE-CLIQ控制电源控制模块CX32使其发出脉冲信号通过光电转换接口板PAS传输光信号来驱动电源功率模块ALM,使其电源功率模块ALM工作处于逆变状态,在1U1、1V1、1W1端产生三相交流电,与电网侧的相位互差30º、频率相同、电压幅值与变压器二次侧相同时,才发出高压断路器合闸信号。D445接到高压断路器合好的反馈信号后,使其电源功率模块ALM工作处于整流状态,断开预充电回路。之后发出同步机励磁电流控制信号,接到同步机励磁电流反馈信号后,TDC向控制器D445发出速度控制指令等控制信号,然后由D445控制电机模块MM来完成同步机的启动、运行、加减速、稳速等过程,从而完成同步机控制过程。
图5 SM150系统配置图
D445控制器开/闭环控制控制模式可以选择
1) V/F开环频率控制;
2) 带编码器矢量控制;
3) 不带编码器矢量控制;
4) 带编码器转矩控制;
5) 不带编码器转矩控制。
四、 项目运行
薄带轧机系统经过了两个星期的试车,完成了辊缝调零、刚度测试、换辊测试、空负荷试车等。后经过2个半月的热负荷试车,主轧机运行平稳,各项技术指标达到了设计要求,速度精度达到额定转速的± 0.01 %,转矩精度达到额定转矩的± 5 %。经过这次新上主轧机系统后,热轧板卷产品质量得到了大大的提高,板形得到了改善。
五、 应用体会

通过这次SM150的主轧机系统调试,熟练掌握了整个SM150的调试技术。与以前的西门子产品相比,SM150除具备原有SIMOVERTML2等系列产品的特点外,还具备以下新特点:SM150应用界面主要采用图形化的方式;采用数结构,可以进行方便的查询,如可查询硬件组态、通讯状态信息、电机状态信息等;还可以仿真调试、数据采集跟踪,界面友好;可以转为模式;编程可灵活采用多种方式实现完成多种工艺控制。

PROFIBUS-PA的网络拓扑结构可以有多种形式,可以实现树形、总线型或其组合结构,如图6-39所示为树形结构。树形结构是典型的现场安装技术,多路分配器负责连接现场设备与主干总线,所有连接在现场总线上的设备通过多路分配器进行并行切换。

 图6-39 树形结构的PROFIBUS-PA

图6-39  树形结构的PROFIBUS-PA

图6-40为总线型结构。总线型结构提供了与供电电路安装类似的沿现场总线电缆的连接点,现场总线电缆可通过现场设备连接成回路,其分支线也可连接一个或多个现场设备。

 图6-40 总线型结构的PROFIBUS-PA

图6-40  总线型结构的PROFIBUS-PA

树形与总线型的组合结构,如图6-41所示。

 图6-41树形与总线型的组合结构

图6-41树形与总线型的组合结构

    基于IEC1158-2传输技术总线段与基于RS-485传输技术总线段可以通过DP/PA耦合器或连接器相连,耦合器使RS-485信号和IEC1158-2信号相适配。电源设备经总线为现场设备供电,这种供电方式可以限制EC1158-2总线段上的电流和电压。

如果需要外接电源设备,则需设置适当的隔离装置,将总线供电设备与外接电源设备连接在本质安全总线上,如图6-41所示。

    为了增加系统的可靠性,可以设计冗余的总线段。利用总线中继器可以扩展总线连接器站数,

站数多126个,中继器多4台。


就是一种网络接头,把通讯线缆接入PLC通讯端口,同时可以设置终端电阻

西门子DP接头 PROFIBUS总线连接器,使用FC电缆 2*2可快速 简便的连接到工业以太网 FC RJ45 引出插座(10/100 mbit/s)或工业以太网FC RJ450  180/90度接头上,节省时间,总线电缆。应用灵活,双层屏蔽电缆和一致的接地方案,网络的抗干扰能力强,不含硅。

西门子总线连接器

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  1、 SIMATIC S7 系列PLC:S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200

  2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等

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4、HMI  触摸屏TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,

  SIEMENS 交、直流传动装置

  1、 交流变频器 MICROMASTER系列:MM420、MM430、MM440、G110、G120.         MIDASTER系列:MDV

  2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列

SIEMENS 数控 伺服

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