西門子MM440標準變頻器在機床中的應用

摘要:
論文的內(nèi)容摘要。
本文主要介紹了MICROMASTER 440變頻器在機床上的應用，及其通過PROFIBUS-DP與SIMATIC S7 315-2D PLC和SIMATIC HMI OP270之間的通訊。
關鍵詞：
MICROMASTER 440變頻器 PROFIBUS-DP
一．引言
隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，近年有色冶金行業(yè)也得到快速發(fā)展，很多新廠投建，老廠也適時改造，同時由于社會對能耗、環(huán)保越來越重視和廠家對生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，高質(zhì)量、高精度的環(huán)保產(chǎn)品才能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，反映企業(yè)的設備先進，自動化控制水平高，管理水平高。該銑床電氣控制采用全套SIEMENS設備：由SIEMENS S7-315-DP PLC系統(tǒng)為控制核心，各站點采用PROFIBUS-DP總線通訊，控制SIMODRIVE 611 universal伺服運動控制器/伺服電機和MICROMASTER 440變頻調(diào)速器/變頻電機，按工藝步驟完成整條生產(chǎn)線的自動控制功能，根據(jù)工藝要求控制機組之間的協(xié)調(diào)與動作。通過SIMATIC HMI OP270進行人機交互。實現(xiàn)了設備高精度、易于控制的優(yōu)點，達到國際先進水平。該設備屬國內(nèi)首臺自制研發(fā)，取代了國外進口產(chǎn)品，此前該類型設備都需從國外進口。
本文主要介紹基于PROFIBUS-DP通訊的MICROMASTER 440變頻器控制。
二．系統(tǒng)介紹
根據(jù)工藝要求，該機床電氣傳動選用了12臺MICROMASTER 440變頻器驅(qū)動刀盤和17臺SIMODRIVE 611 universal伺服驅(qū)動器實現(xiàn)進給和位移，通過SIMATIC HMI OP270：采集用戶設置和修改參數(shù)數(shù)據(jù)、檢測顯示機組工作狀態(tài)（位置、電流、轉(zhuǎn)速等）、提供故障信息、報警記錄查詢，實時監(jiān)控，各站點采用PROFIBUS-DP總線通訊。由SIMATIC S7 315-2DP PLC作為控制核心。
西門子MICROMASTER 440變頻器是通用型變頻器中最先進產(chǎn)品的代表，適用于各種變速傳動裝置，軟件功能豐富，組態(tài)靈活。該非標機床用來加工碳素陰極塊的，用于電解鋁廠砌電解槽。槽面需要光滑，這樣加工出來碳塊用于槽面的一面要保證其粗糙度，需要研磨工藝。12臺MICROMASTER 440變頻器分別用于粗銑、劃痕、開溝、研磨等工序。操作方式分為自動、半自動和手動三種模式，
該鋸銑機組自動化程度高，具有一鍵操作的全自動化功能，大大提高生產(chǎn)率、減輕現(xiàn)場操作員的勞動強度。
三．控制系統(tǒng)構成
SIMATIC S7 315-2DP及其I/O模塊
MICROMASTER 440變頻器 7.5KW/18.5KW/37KW 附帶PROFIBUS-DP通訊板
SIMATIC HMI OP270
SIMODRIVE 611 universal伺服驅(qū)動器附帶PROFIBUS-DP通訊板
系統(tǒng)硬件配置如下：

四．運行原理及功能：
MICROMASTER 440變頻器在該機床上用來驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，不同的加工材料所要求的刀盤轉(zhuǎn)速是不同的，這就要求對于不同批次的加工產(chǎn)品選擇不同的銑削速度，可以在HMI OP270里做配方，可由于產(chǎn)品的產(chǎn)品型號還沒最終確定下來，而且隨著市場的需求產(chǎn)品型號和不斷變動，所以刀盤的轉(zhuǎn)速暫時是從OP270輸入的。
PROFIBUS是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。SIMATIC S7 315-2DP PLC與MICROMASTER 440變頻器之間的通訊由PROFIBUS-DP總線實現(xiàn)，MICROMASTER 440變頻器和SIMODRIVE 611 universal伺服驅(qū)動器都作為從站。
SIMATIC S7 315-2DP PLC用系統(tǒng)功能FC14/FC15讀寫MICROMASTER 440變頻器的控制字和狀態(tài)字，實現(xiàn)對MM440的控制和監(jiān)測。通過SIMATIC HMI OP270用戶用戶可以設置MM440參數(shù)，獲得故障信息、查詢報警記錄。
運用SFC14/SFC15 讀寫MM440的示例程序如下：

控制系統(tǒng)組成結構圖如下：

五．變頻器的主要調(diào)試參數(shù)
以下以其中一臺18.5KW電機為例：