基于SIMOTION D435的连续平压热压机驱动控制系统设计

作     者：侯晓鹏 张国梁 王军峰 苗虎 刘鑫钰 周玉成 Hou Xiaopeng;Zhang Guoliang;Wang Junfeng;Miao Hu;Liu Xinyu;Zhou Yucheng

作者机构：中国林业科学研究院林业新技术研究所北京100091 河北农业大学林学院保定071000 广西壮族自治区林业科学研究院南宁530002 中国福马机械集团有限公司北京100029 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2018年第54卷第5期

页      面：116-126页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0829[工学-林业工程] 082801[工学-农业机械化工程] 0901[农学-作物学] 0902[农学-园艺学] 

基　　金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CAFYBB2016SY026) 广西科技重大专项(桂科AA17204065-13) 河北省自然科学基金项目(E2015204039) 河北省科技计划项目(15217218) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2017078) 

主　　题：连续平压热压机 驱动控制 SIMOTION 

摘      要：【目的】探讨基于SIMOTION D435的人造板连续平压热压机驱动控制系统设计方法,构建满足人造板连续平压生产工艺和连续平压机机械结构的控制系统,为驱动系统设计提供新的控制思路和方案。【方法】基于人造板连续平压热压机工作过程,分析驱动控制系统工作原理,提出驱动控制的要求和总体方案;选用西门子公司SIMOTION D435-2DP/PN作为连续平压热压机驱动的控制系统,分析基于SIMOTION的驱动控制系统的各组成部分与相互关系;设计基于PROFIBUS DP的控制系统硬件组态和基于DRIVE-CLi Q的SINAMICS驱动控制器配置和总线结构;通过设定轴的名称、轴的类型、控制工艺、连接的驱动器以及对应的编码器等信息完成轴工艺对象配置;设计驱动控制程序的模块化结构和控制流程,并进行系统程序开发和执行系统的分配;通过实际现场的人造板连续平压生产检验驱动控制系统的运行效果。【结果】整个驱动系统由上下钢带、上下链毯、装板运输机和过渡皮带4部分组成,并以下钢带的运行速度为基准,上钢带、链毯、装板运输机和过渡皮带的驱动速度由此基准速度进行控制;采用DP1、DP2以及SIMOTION内部集成的Integrated DP 3个PROFIBUS总线段,SIMOTION D435-2DP/PN对应包括下钢带和下链毯的下驱动单元,DP1总线依靠2个CU320控制单元对应包括上钢带和上链毯的上驱动单元及装板运输机与过渡皮带驱动单元,DP2总线通过DP/DP Coupler实现与主PLC的数据交换,包括启动、停止和故障复位指令、各驱动单元的速度设定和转矩电流的限幅值等控制信息的接收,以及各驱动单元的实时速度、电流、转矩和电机温度等状态信息的反馈;所建立并对应6个驱动电机的6个轴工艺对象类型均为电气轴、控制工艺均为速度轴、编码器均为增量型;整个控制程序分为数据传输和处理、状态监控、运动控制功能、逻辑控制和系统信息确认与系统故障复位5个主要模块。【结论】驱动控制系统各驱动单元之间可实现载荷的有效分配,达到速度控制偏差在1‰以内的精确控制。本研究设计的基于SIMOTION D435的连续平压热压机驱动控制系统具有良好的开发框架,系统配置方便、程序结构易于理解、程序执行灵活多样,具有较好的可视化效果。