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SIEMENS自动化系统的架构设计及硬件功能解析

2017/2/16    来源:e-works    特约撰稿人:岳临萍      
关键字:SIEMENS  SIMATIC  PLC  机架  
在电气控制系统中,SIEMENS的自动控制系统广泛应用于国内外较先进的轧钢产线,是对传动设备与计算机控制系统密切联系的主流硬件设备和软件应用。
    前言
 
    在电气控制系统中,SIEMENS的自动控制系统广泛应用于国内外较先进的轧钢产线,是对传动设备与计算机控制系统密切联系的主流硬件设备和软件应用。其特点是功能强大,标准通用性强,可以同时用于多种主/副传动控制系统,实现对传动系统的参数设置、设备运行控制、操作界面、程序监控、数字信号、图形曲线、传动设备的实际状态、故障信息报警功能、远程连接等多种功能的控制。
 
    1、SIEMENS自动化系统的描述
 
    西门子使用基于微处理器的系统,实现基础自动化的所有功能——工艺控制,程序功能,支撑功能及介质系统。
 
    自动化系统分为若干自动化单元,每个单元单独控制。各CPU平行运行,合作处理程序。各自动化单元连接至不同的设备,用以感应及促动(包括电源及传动控制)。传感器直接输入工艺控制,如压下系统,旋入系统及PLC主斜坡生成器等,通过实时线缆总线连接(副机架内部的平行总线,不同副机架的光纤耦合)互相通信,确保控制间的高动态换接,这对总体性能及轧制结果有重大影响。通过智能终端箱(远程I/O)发生连接,通过总线电缆连接至中央控制器。
 
    2、SIEMENS控制系统架构
 
    2.1 数据SIMATIC 以太网:星形网络配置。所有数据终端经过收发设备电缆点对点连接至星形耦合,或附加至光学收发设备-双光纤电缆。
 
    2.2 以下系统将连接至SIMATIC 以太网总线系统:数字控制系统SIMATIC TDC、数字控制系统SIMATIC S7、专业计算机及操作工通信及监控系统、SIMATIC网络外部系统。
 
    2.3 现场总线网络PROFIBUS:SIMATIC网络PROFIBUS是一种功能强大的总线系统,用于中低媒介范围能力。SIMATIC 网络PROFIBUS可连接可编程控制器,小型现场单元,以及各种自动化组件,如编程单元及计算机的组件。
 
    2.4 SIMOVERT MASTER DRIVES及SINAMICS SM120用于所有传动系统。
 
    2.5 SIMATIC TDC用于高速工艺控制,二进制互锁,自动程序及轧机内开闭环控制
 
    2.6 SINAMICS SM150用于控制粗轧机及精轧机主传动电机
 
    2.7 SIMATIC S7用于普通工艺控制,介质系统程序控制,冷床区,剪切线,精轧机区。
 
    3、硬件功能解析
 
    3.1 SIMATIC TDC PLC
 
    SIMATIC TDC PLC CPU用于自动化系统的主控制(数据处理,程序速度斜坡生成器);粗轧机,立辊(如果使用),精轧机机架控制功能。本系统以机架为基础,根据自动化功能及快速控制环中直接连接在PLC的传感器数量、类型选择组件。
 
    3.1.1 副机架UR5213
 
    副机架UR5213是SIMATIC TDC的机械基础。副机架有集成系统电源及系统风机。高性能的64位后连线版总线允许数据在机架内部模块间传输。
 
    3.1.2 CPU551
     
    CPU模块可进行普通开闭环控制及算术任务,约含有2.5x计算机SIMADYN D性能(最新一代SIEMENS HW)CPU模块PM6.:
 
  • 8数字输入,其中4个可中断

  • 5×7LED点矩阵

  • 就地服务串行RS232界面

  • MC5xx程序记忆模块插槽

  • 取样时间100μs

  • 32MB SDRAM

  • 512KB同步高速缓存

  • 266HZ

  • 64位RISC浮点CPU

  • 4MB flash

  • CPU在板电池支持缓冲

    3.1.3通讯模块CP50M1
 
    CP50M1通讯模块含有两个PROFIBUS DP / MPI界面及缓冲记忆,用于建立CPU间的通讯。界面可用作PROFIBUS DP / MPI主台,PROFIBUS DP从设备,同时亦可PROFIBUS DP / MPI从设备,PROFIBUS DP主台,MPI节点(站)。
 
    3.1.4通讯模块CP51M1
 
    CP51M1通讯模块提供工业以太网界面。使用这一模块可执行以下任务:
 
  • 可同其他CP51M1,SIMATIC工业以太网模块交换处理数据

  • 使用WINCC可视处理数据及信息:
 
    3.1.5 I/O模块SM500 I/O:一块面板含有以下I/O容量:
 
  • 8× AO +/- 10V, 8x AI +/- 10V

  • 16× DO 24V, 16x DI 24V

  • 4× SSI绝对值编码器输入,4×增量编码器输入

  • 4×中断输入5V
 

责任编辑:李欢
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