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CC-Link IE Field 系统在钨粉还原设备的应用

时间:2022-03-04 11:49:55来源:夏日高

导语:​本文介绍了钨粉还原设备的简单工艺流程,通过采用 CC-Link IE Field 网络主模块,L 系列头模块,MODBUS 通讯模块来进行整体的组网控制。

  1.引言

  采用氧化钨还原工艺生产钨粉时,生产过程中的工艺参数对钨粉质量有着重要的影响。这些参数主要有还原温度、氢气压力、氢气露点、推舟速度等。在我国,目前对钨粉还原工艺生产过程的监测和控制比较落后,除了还原炉的温度是采用仪表控制外,工艺过程主要靠人工操作, 造成产品的质量起伏很大。  

    通过采用CC-Link IE Field网络系统和三菱控制产品进行还原工艺,可以大大地消除人们对产品质量的影响, 有利于工艺条件的稳定,配合最佳工艺条件的寻找,可以达到稳定优质的生产钨粉的目的。通过上位机实时监控炉温,压力,速度等参数,从而提高了生产管理水平,减少了由于工艺参数不稳定所带来对钨粉质量的影响,改造了传统工艺,为以后钨粉还原炉的技术改造和信息自动化提供了基础。

氧化钨还原工艺生产钨粉.png

必威体育app下载  (1)炉头室,炉尾室的上料下料采用伺服定位控制与变频器控制,可实现上、下料的精确定位控制。

  (2) 采用CC-Link IE Field网络系统,主控制集中程序管理,通过各个子站设备的链接刷新从而统一控制设备运行,可根据现场的情况灵活调整钨粉还原的各项工艺参数。

  (3) 主站通过QJ71MB91MODBUS通讯模块对部分温控仪表进行通讯数据采集,通过Q61LD模块对钨粉进行称重记录处理,并在触摸屏上实现实时记录功能。

  (4)变频器伺服电机必威体育app下载自带完善的保护和自我诊断功能,配合PLC,HMI等工控产品,可进一步提高钨粉还原炉设备的可靠性、监视维护、各类型产品选择生产等自动化功能。

  2.系统结构与工艺

  该控制系统采用了分层次的主从站的结构设计方法,这种控制方法的优点是各个站之间相互独立,同时可以随时通过CC-Link IE Field网络进行循环参数刷新,以此使各个站之间紧密地联系起来。这样系统结构相对清晰,便于修改和增加新内容,灵活性比较强,与此同时也提高系统的可靠性。

必威体育app下载  网络系统主要分为7个大站,分别是主控制、炉头、炉尾、装料、倒料、清渣、氢气。

    网络系统.png


  主控室:作为网络的主站,负责整个网络系统的总调度, 在不同的程度上协调主站与各个子站及设备站之间的动作。其所有的逻辑程序在主站中编写, 对所有 MODBUS仪表的数据进行采集;连接上位机来实现人机交互功能;对变频器、远程设备站之间的网络进行控制。

炉尾室:通过炉尾X、Z轴定位到相应的炉管,打开炉门, 勾杆前进, 勾杆勾舟( 此为推杆式还原炉设备方式,采用双层舟叠加还原方式),勾杆返回,关闭炉门。完成之后炉尾X、Z轴定位到传送梁位置,勾杆定出舟, 如此反复15个炉管的顺序控制动作。

  倒料站:判断是否为双层舟,若是则进行分舟,分舟机构动作,完成之后传送梁上升、前进、下降直至到达倒料位置,倒料机构动作,倒料完成之后倒料机构复位,传送梁上升后退下降返回勾料位置等待下一舟传送。

  清渣站:判断是否需要清渣,需要则清渣机构动作, 清渣完成之后清渣机构复位,传送梁上升前进下降,电梯下降,退出舟,传送梁上升前进下降到达装料置。

  装料站:空舟到达装料站之后装料站开始准备装料, 传送梁前进,扒料机构动作,双层舟叠加动作。

必威体育app下载  炉头室:装料完成之后,炉头X、Z舟定位到相应位置,开门推舟进炉管,完成之后关闭炉管门,如此反复进行15个炉管的装料动作。

  氢气站:在炉管门打开的时候进行氢气动作,炉头、炉尾只能同时打开一个门。

网络系统1.png

  3.程序的结构特点

必威体育app下载  3.1 将所有子站及设备站的IO设置,并分配相应的链接参数,映射到主站的相应软元件区域。建立相应的分站子程序,其软元件分配和刷新如下图所示:

软元件分配和刷新.png

  3.2 建立单独的MODBUS 通讯程序,进行仪表的数据采集功能,将其数据存储到特定的寄存器里,以便应对顺控程序对仪表数据的调用和控制。

必威体育app下载  3.3 通过CC-Link IE Field的网络读写变频器的运行控制参数,从而达到控制变频器运行方式的目的。

必威体育app下载  3.4 装料站与倒料站在网络中是作为本地站,其顺控程序需单独编写,Q61LD所采集的重量数据存储于本地站的寄存器地址当中,以便本地站在顺控程序中方便调用称重模块所采集的数据值,通过对工艺的数据,需数据交换的寄存器通过QJ71GF11-T2 模块进行数据刷新。

必威体育app下载  3.5 通过ZP.REMFR、ZP.REMTO这两条专用指令读写智能设备站的参数,从而有效的完成定位控制功能,模拟量采集功能,逻辑控制功能,主要是针对于L系列模块所带的子站设备。

  4.钨粉还原系统的现场调试及难点

必威体育app下载  第一步:检查伺服电机及放大器、变频器、PLC、控制回路接线以及机械结构是否正确,检查硬件配置与实际情况是否吻合。

  第二步:通电后开始对PLC的IO点位和字数据进行CC-Link IE Field网络的刷新分配以及确认硬件上的点位信号是否可以正确接收与发送。

必威体育app下载  第三步:通过试运行模式来测试伺服电机和变频器是否运行正常。

  第四步:根据控制模式对变频器进行参数设置,设置为CC-Link IE Field网络来进行运动控制的模式。

  第五步:根据伺服的控制模式以及机械结构来设置伺服参数,包括通过自动调谐来调整电机的稳定性。

必威体育app下载  第六步:对MODBUS模块以及下位仪表的串口数据进行参数设置。

  第七步:设置完这些参数之后开始根据工艺进行程序编写,一站一站的分块调试,最后通过CC-Link IE Field 网络通讯进行系统设备地联机调试。

  第八步:两台触摸屏进行异地控制,但是当操作其中一台的情况下另一台只能是处于监视状态,不能修改数据。解决方案:建立两个权限触摸屏与触摸屏之间相互互锁即可。

必威体育app下载  4.1 变频器参数基本设置

  4.1变频器参数基本设置.png

  4.2 伺服拓扑图及参数设置

  伺服拓扑图及参数设置.png

必威体育app下载根据其机械结构来设置机械参数,比如转脉冲数、每转转动距离、限制值、外部限位开关设置、模式设置、绝对器系统设定等。

  4. 3 Q61LD 、L J72G F15- T2- CM、L60A D 4、LD77MS2所需刷新参数的设定

  在LD77MS2自动刷新参数里面根据刷新参数范围, 填写对应的寄存器,以便于程序的控制使用。难点:当某些参数自动刷新参数里没有的, 则需要通过CC- Link IE Field网络的专用读写指令对智能设备站的参数进行读写操作,并且需要注意不同指令之间的刷新时间。

必威体育app下载  L60AD 4和Q61LD所需控制的参数都可在刷新参数里面填写,主站程序只需对寄存器进行读写即可。

  L J72GF15-T2-CM主要是对CC-Link IE Field网络的基本设置以及所带模块的自动参数刷新以便于顺控程序的编写。

必威体育app下载  4.4 MODBUS 串口数据设置

  MODBUS 串口数据设置.png

  5.系统优点

  5.1CC-Link IE Field可连接远程IO站、远程设备站、智能设备站以及其他可编程控制器,强大的网络系统以其先进的功能性实现高速的分布式控制,解决钨粉还原炉周边设备的分散布置。

  5.2 程序的统一集成化处理,解除调试期间主站与子站之间来回下载程序的麻烦,并高效率、更方便地完成系统设备的自动联调程序。

  5.3 可通过对设备以及仪表的控制,对其还原炉的温度进行调控, 利用伺服定位可增加传送梁与炉管之间的精确性, 减少其机械损耗, 从而完成对钨粉产品的质量监控。

  5 .4 模拟量数据通过MODBUS设备进行采集,减少了在线路上的干扰及误差,提高了数据的准确性。

  6.系统难点

必威体育app下载  6.1 QJ71GF11- T2 控制L系列头模块所用专用指令对智能设备站进行参数读写时, 存在一个扫描周期的延时。

必威体育app下载  解决方法:在编辑程序时所刷新的参数做延时处理即可。

  6.2 MODBUS 通讯异常

必威体育app下载  解决方法:检查各个仪表与模块之间的通讯串口数据是否一致,检查其硬件接线是否完好。

必威体育app下载  6.3 炉头、炉尾共15个炉管错位进出钨粉舟的问题, 因为一个炉管智能打开一个门。

  解决方法:通过寄存器的循环移位功能进行炉头、炉尾的任务判定。

  6.4 2个触摸屏同时只能有一个触摸屏在监控写入状态。

  解决方法:通过获取HMI触摸信息置位某一个PLC 内的软元件,从而在PLC 内部进行触摸屏的触摸互锁。

  7.总结

必威体育app下载  综合以上的调试内容分析,现在对于设备的集成化、自动化、智能化越来越重要,离智能化工厂的设想越来越接近。而CC-Link IE 网络系统对三菱的FA工控产品都做了一个产品组网,加大了对三菱FA产品在工业方面的应用能力。


标签: CC-Link协会控制器必威体育app下载

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