江來(lái)

摘 要：本文介紹了SIPART PS2閥門定位器的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)，調(diào)校過程中出現(xiàn)的問題，以及SIPART PS2 PA總線閥門定位器在環(huán)形加熱爐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)形爐；S7-400；SIPART PS2閥門定位器

1 概述

環(huán)形加熱爐是一種對(duì)連鑄圓管坯進(jìn)行高溫加熱的裝置，主要由爐體、空煤氣預(yù)熱器、煙道和煙囪組成。其生產(chǎn)過程是將空氣、混合煤氣送入爐膛內(nèi)，并以一定的比例進(jìn)行混合并燃燒。爐內(nèi)管坯通過爐底機(jī)械的銷齒傳動(dòng)系統(tǒng)，自裝料位置順序經(jīng)過爐子預(yù)熱段、一～四加熱段、均熱段以及出料區(qū)，一步步平穩(wěn)地回轉(zhuǎn)到爐子的出料位置并達(dá)到加熱溫度要求。

2 控制系統(tǒng)構(gòu)成及其控制功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 SIPART PS2閥門定位器工作原理

SIPART PS2智能型電氣閥門定位器由A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、微處理器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程檢測(cè)系統(tǒng)、壓電閥模塊等構(gòu)成，是將壓電技術(shù)應(yīng)用于定位器，具有高集成微處理器的職能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，是用來(lái)控制氣動(dòng)執(zhí)行程、角行程執(zhí)行的機(jī)構(gòu)。微處理器主要是對(duì)定值與實(shí)際閥位的電子信號(hào)做比較，當(dāng)微處理器檢測(cè)到偏差時(shí)，應(yīng)結(jié)合偏差大小、方向輸出電控指令給壓電閥，通過壓電閥來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣室的空氣流量，可以解釋為，壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)位移增量。有三種情況：當(dāng)控制偏差很小時(shí)，可設(shè)定位信號(hào)輸出；當(dāng)控制偏差較大時(shí)，可設(shè)連續(xù)信號(hào)輸出；當(dāng)偏差中距時(shí)，定位器將輸出脈沖信號(hào)。當(dāng)SIPART PS2智能型電氣閥門器與二級(jí)控制系統(tǒng)連接時(shí)，可從4～20mA給定信號(hào)中獲取電源。其具有提高控制閥和控制系統(tǒng)的性能、節(jié)氣保持官網(wǎng)壓力穩(wěn)定、初始化過程簡(jiǎn)單、智能化的通訊方式、故障診斷和監(jiān)控功能、閥位反饋、分離安裝等特點(diǎn)。

2.2 控制系統(tǒng)構(gòu)成

環(huán)形加熱爐的控制系統(tǒng)采用高性能的CPU412-2作為主要控制器，并根據(jù)實(shí)際需要配置合適數(shù)量的I/O模塊，主要用于電氣系統(tǒng)中的液壓站、爐底主傳動(dòng)、裝出鋼機(jī)等信號(hào)的控制，以及儀表系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、閥門等信號(hào)的控制。在控制系統(tǒng)中還配置了CP443-1通訊模塊，用于系統(tǒng)與變頻器、閥門定位器以及上位機(jī)的通訊連接。在就地控制分站中，采用了ET200對(duì)遠(yuǎn)程I/O控制量進(jìn)行采集，通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)傳送至主控制系統(tǒng)中。

2.3 SIPART PS2 PA總線閥門定位器在環(huán)形加熱爐控制的實(shí)現(xiàn)

在組態(tài)SIPART PS2 PA總線儀表時(shí)，根據(jù)實(shí)際定位器的版本進(jìn)行組態(tài)選擇（本項(xiàng)目工程采用的是6DR5510-0NG00-0AA0型號(hào)的PA總線型閥門定位器。為了能夠使主站（SIMATIC S7）獲得從站 PROFIBUS PA 設(shè)備上的值，就必須知道這些設(shè)備在 DP/PA Link中的地址區(qū)。所以本項(xiàng)目工程選用了DP/PA Coupler（型號(hào)為157-0AC83-0XA0），其組態(tài)如圖1所示。

然后在程序塊中編程

OB1塊中編程：本項(xiàng)目OB1塊通過調(diào)用FC40塊，然后在FC40塊中調(diào)用SFC14塊和SFC15塊

讀取反饋值及狀態(tài)和執(zhí)行器位置及狀態(tài)，調(diào)用SFC14 CALL "DPRD_DAT"

LADDR ：=W#16#3E8（輸入地址）

RET_VAL：=#R1（錯(cuò)誤信心存放地址）

RECORD ：=P#DB150.DBX0.0 BYTE 10

寫入設(shè)定點(diǎn)及狀態(tài)，調(diào)用SFC15 CALL "DPWR_DAT"

LADDR ：=W#16#3E8（輸入地址）

RECORD ：=P#DB150.DBX10.0 BYTE 5

RET_VAL：=#W1（錯(cuò)誤信心存放地址）

程序如下，寫入后將整個(gè)項(xiàng)目下載到CPU中即可。如圖2所示。

2.4 SIPART PS2閥門定位器的在校準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的問題

SIPART PS2閥門定位器在初始化期間，微處理器可自動(dòng)確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程范圍、作用方向、定位速度、零點(diǎn)，整個(gè)過程都是自動(dòng)進(jìn)行。下面通過SIPART PS2閥門定位器在調(diào)校過程中出現(xiàn)的常見問題以及處理方法。

（1）在確認(rèn)SIPART PS2智能閥門定位器的安裝方式、氣路接頭緊固、傳動(dòng)比選擇器（90°/33°）位置、電氣線路等正確無(wú)誤后，進(jìn)行自動(dòng)初始化。但是自動(dòng)到某種程度時(shí)，自動(dòng)校準(zhǔn)被中止。在智能閥門定位器校準(zhǔn)時(shí)，可直接用手操器的自動(dòng)校準(zhǔn)功能來(lái)完成校準(zhǔn)工作，如果自動(dòng)校準(zhǔn)未通過，可使用手操器的手動(dòng)校準(zhǔn)功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，再進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)即可。

（2）智能閥門定位器出現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)校準(zhǔn)都未通過時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行檢查：1）查看閥門定位器的氣路有無(wú)被堵塞；2）檢查安裝過程中閥門的開關(guān)有無(wú)卡澀問題；3）檢查閥門的參數(shù)是否正確。

（3）智能定位器校準(zhǔn)不通過的原因還在于閥門定位器反饋桿的安裝位置是否合理，一般情況下反饋桿上的鎖緊螺母松動(dòng)導(dǎo)致反饋桿偏離原先的安裝位置，這就需要調(diào)整反饋桿安裝位置。目前智能調(diào)節(jié)閥都有專門的反饋桿定位孔，只要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥的氣源，直接通過反饋桿定位孔來(lái)確定反饋桿的位置就性。

（4）調(diào)節(jié)閥漏量大，調(diào)校后問題依舊存在。當(dāng)確定閥內(nèi)件完好無(wú)損并進(jìn)行智能定位器自動(dòng)校準(zhǔn)后，仍出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥漏量大的問題，可進(jìn)行下邊的處理： 先給閥輸入一個(gè)4mA信號(hào)，使閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)，通過閥桿上的兩個(gè)鎖緊螺母來(lái)調(diào)整閥桿，使閥桿向下移動(dòng)，直到動(dòng)不了為止；再輸入12mA左右的信號(hào)，通過對(duì)閥桿上兩個(gè)鎖緊螺母的調(diào)整，使閥桿向下移動(dòng)四分之一圈，這樣就可以解決調(diào)節(jié)閥漏量大的問題。

3 應(yīng)用體會(huì)

該項(xiàng)目從投入使用至今，達(dá)到了預(yù)期的效果。在本項(xiàng)目的應(yīng)用中，體會(huì)最深的是SIPART PS2 PA總線型閥門定位器的硬件組態(tài)、程序的調(diào)用和在調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題，以及如何解決這些問題，為日后SIPART PS2 PA總線型閥門定位器的維護(hù)和使用奠定了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鍇.深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2009（01）.

[2]廖常初.S7-300＼400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008（06）.endprint