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王龍明，懷  哲

1  系統概況

    蕪湖卷煙廠8000kg/h制絲線精選了具有世界領先水平的德國HAUNI及英國DICKINSON-LEGG公司的關鍵設備，其控制系統是集生產線自控和管理的管控一體化系統，采用了信息網、控制網及現場總線三級網絡結構，主控制器選用了德國SIEMENS公司的15臺S7系列可編程控制器。現代化的中央控制室集中了3臺IBM服務器和5臺IBM圖形工作站，構成了現場無人操作的監控體系和信息管理平臺。監控組態軟件采用SIEMENS公司的WinCC6.0，最新的Oracle 9i數據庫則為整個系統建立了良好的信息平臺。現場總線選用了Profibus-DP和Profibus-PA，現場總線組件選用了德國Beckhoff公司（倍福公司）產品。

2  Beckhoff現場總線組件在制絲線控制系統中的應用

        Beckhoff現場總線端子具有性價比高、質量可靠、結構緊湊、堅固耐用，而且安裝和接線方便的優點。基于Beckhoff現場總線端子的優良品質和制絲線對現場自動化產品的高要求，蕪湖卷煙廠新建的8000kg/h制絲線控制系統中現場級全部采用了該公司的現場總線端子系統，包括總線耦合器BK3120、總線控制器BC3100、輸入/輸出端子和電機啟動器端子KL8001。

    煙草生產線的一個特點是具有大量的5.5 kW以下的電機來驅動震槽、皮帶輪和小車等設備。為了使這些設備穩定、長時間地運行，降低停機時間，對這些電機的控制及運行狀態和故障信息的及時獲取尤其重要。所有的這些都將由Beckhoff的電機啟動器端子KL8001來完成。

        KL8001配一個3RT10系列接觸器構成一個單向電機啟動器，配二個3RT10系列接觸器可構成一個雙向電機啟動器，因此5.5kW以下的電機所采用的電機啟動器端子KL8001是相同的。這樣，即使現場的電機很多，而所需的備件卻很少，而且它采用的是分體結構，和其它廠家的電機啟動器采用一體式結構相比，安裝、拆卸方便快捷，可大大減少以后設備維修的時間，降低維修成本。

    對不同功率的電機通過KL8001面板上的旋轉開關或軟件來設定它的額定電流。通過軟件可設定電機每相的過壓、欠壓、過載、欠載及電流差的最大值，可設定電機在出現非對稱負載、相錯誤、過壓、欠壓、過載、欠載等故障時無需控制器的操作即可自行快速切斷電機，從而達到最大限度地保護電機和設備的目的，同時通過總線可以給出電機故障時的詳細故障信息，以便及時準確地排除故障。

        KL8001不僅具有通過總線控制電機的正反轉和停止及返回電機的運行狀態的功能，而且可通過總線方式顯示電機運行時的詳細性能參數，包括電機每相的實時電流、電壓、功率、電機每次的啟動電流、運行時間和開關次數等30余種參數。對實時電流的檢測不僅能提供電機負載的變化情況，還可以使電機額定電流的設定更加準確，通過換相的方式使震槽等凸輪式負載電機的三相盡量達到平衡，這樣在調試階段就可以使電機的控制更趨合理，減少電機以后出現故障的幾率。

    正是由于KL8001所具有的強大功能，使其占用的過程映象達到了12個字節輸入/輸出。為了盡可能降低現場總線網絡上的數據量，提高網絡的可靠性，該項目中的現場總線從站大量采用了現場總線控制器BC3100的方案。BC3100集成了一個基于IEC61131-3 標準的PLC，其內存為64K。在此系統中由于輸入、輸出端子不需本地控制，因此可將它們均配置于BK3120，這樣BC3100只需處理電機啟動器端子KL8001即可。 將每個KL8001的控制字節和狀態字節及電機的實時電流等主要數據直接上傳到主站控制器，KL8001檢測到的電機其余性能參數及狀態信息通過編程在BC3100內以一個兩維數組的形式存儲，可采用主站查詢的方式上傳，這樣網絡上的數據將大大減少，而所需的數據均可獲得。同時，通過編程將現場120多個BC3100從站的程序統一成一套程序，這將避免今后維修時因不同子站的程序不同而產生的錯誤，減少工作量，也有利于程序的保存。

3  結語

    無論是從整條生產線對自動化控制程度的高要求及計算機信息化管理的需求，還是從將來對設備維修的及時性、方便性、經濟性來說，Beckhoff現場總線組件為蕪湖卷煙廠8000kg/h制絲線控制系統的可靠運行提供了堅實的基礎。