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通過滑導線進行ProfiBus 的通訊 2010/2/2

  滑導線是通過集電裝置(又稱電刷)在其上滑動接觸進行取電,提供給移動的設備,這種取電方式已經是很成熟的技術,在很多場合都有多種形式的應用。但通過滑導線和集電裝置滑動接觸進行通訊的方式卻是一個比較特殊和困難的課題,雖然滑導線通訊技術在國外已經有比較成熟的應用,但在國內的應用幾乎還是零記錄,特別是在滑動距離比較遠,范圍比較廣的自行小車產品中還是一個全新的應用。
在這次應用的系統中,因為客戶要求對滑導線上的移動設備進行全程監視和控制,特別是移動設備的變頻功能進行實時監控和調速,采用常規的控制方法是達不到要求,所以就采用了這種比較先進的技術。這個項目是在一個環形的鋁合金軌道內側布置了六極滑導線,整個軌道長度有一百多米。軌道上共有八臺小車,小車通過行走電機在軌道上進行循環運行,并在小車上配有升降用的葫蘆,主要是用于將物料進行轉運,在轉運過程中要在一些工位上對工件進行一定的工藝處理,因此需要升降的工位有六個,小車的行走電機要求進行變頻調速。在地面設置有一臺主控柜,內裝有SIEMENS 的可編程控制器S7-315-2SP , 作為ProfiBus 的一級主站, 在小車上裝有的ET200S/CPU,作為一級ProfiBus 網絡的從站,而且ET200S 上還配有DP-MASTER 模塊,可以使ET200S 同時還是小車上變頻器的二級主站。在一級主站通訊到滑導線上之間采用了一個最關鍵的裝置——導軌放大器(Power Rail Booster),每臺小車的隨車電控箱里也裝有一個導軌放大器,集電裝置和滑導線滑動接觸接收到信號后由導軌放大器轉換成小車PLC 可以接收的通訊信號,從而達到主控PLC 和小車PLC 通訊的目的。在軌道上的小車上裝有識別裝置,在小車通過工位時,識別裝置檢測到工位上的工位標志,然后確認本小車所處的位置并傳回主站,同時,小車檢測自己所處的工位后,判斷需要在該工位所要執行何種動作。八臺小車在軌道上各自獨立循環運行,互相不干擾,由主站對所有小車進行協調管理,還對小車的各種狀態進行實時監控,并在和主控通訊的觸摸屏上對變頻器的一些參數進行監控和設置,比如可以讀出變頻器的實際輸出電壓、實際輸出電流、實際輸出頻率和變頻器的實際溫度等參數,可以全程設置變頻器所控制的電機的運行速度及啟動和停止。(見電氣控制系統構成簡圖)
這次在通過滑導線進行ProfiBus 通訊的設計和使用上都比較成功,調試完畢試運行期間,系統基本沒有受到干擾的影響,通訊的成功率達到100%,對信號采集、參數的監控和設置也十分簡單方便,基本達到了預期的效果。由于通訊上主站和從站的信息可以大量交換,使得整個控制基本做到了閉環控制,大大提高了整個系統的可靠性和穩定性,也使得我對SIEMENS 的產品和網絡通訊有了一個更新的認識。
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