基于双d445控制模块升船机通信同步性测试研究

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1、第38卷第2期隼电技术V01．38No．22016年2月HuadianTechnologyFeb．2016基于双D445控制模块的升船机通信同步性测试研究刘炳锋，秦闻宇(1．华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州450015；2．郑州铁路局电务处，郑州450009)摘要：三峡升船机具有吨位大、提升高度高、上下游水位变幅快等特点，是目前世界上技术难度和规模最大的升船机。以三峡升船机厂内联调试验为基础，通过在AB公司PLC和西门子变频传动装置之间增加一套协调控制模块(双D445)的方法，搭建仿真模型，试验数据表明，该方

2、法极大地提高了各吊点之间的同步性能。关键词：三峡升船机；通信时间；仿真试验；同步性分析中图分类号：TV74文献标志码：B文章编号：1674—1951(2016)O2—0011-03在本次试验中将采用Woodhead公司生产的SST模O引言]块作为通信网关，SST模块通过自身的内部数据库三峡升船机是三峡水利枢纽的永久通行设施之来实现ControlLogix处理器和PROFIBUS网络间的一主要用于为客货轮和特种船舶提供快速过坝通，数据交换。道。与国内外同类工程相比，三峡升船机具有提升重为了提高三峡升船机传动控制站与

3、变频传动装量大、升程高等技术特点，其设计方案几经修改，最终置之间的实时性，协调各个吊点位置控制的一致性，确定为齿轮齿条爬升式方案，整体结构由承船厢、钢对传动控制系统的配置和组网结构进行优化。本次丝绳、滑轮组、平衡重、驱动及刹车机构等组成。仿真试验将在三峡升船机原吊点同步方案的基础上三峡升船机作为三峡工程的重要组成部分，安增加2个SIMOTIOND445控制器协调各个吊点之全、可靠性要求高。由于其吨位大、涉及设备多，导间的同步工作，实现位置给定、速度给定等全局变量致其控制流程十分复杂。三峡升船机采用四吊点同的生成和

4、调节，2个D445控制器“一主一备”，实时步运行，每个吊点设1个传动控制站，以AB公司可连接。编程控制器(PLC)为主站；每个吊点含2套西门子1．1试验设备变频传动装置，每套变频传动装置控制1台电机，2传动控制柜，1套(双冗余ABPLC)；西门子变台电机通过刚性同步轴连接以实现运行过程中的出频传动装置，6套(含SIMOTION445—2DP／PN)；西力均衡。为了保障三峡升船机在运行过程中四吊点门子电机，6台；测试PLC，1套(S7—416PLC含配同步能够达到较高的精度(三峡升船机四吊点同步套模板)；SIMOT

5、IOND445，2块(冗余配置)；SST模误差要求为2mm)，传动控制站与变频传动装置之块，2块；光端机，8台；光纤，通信电缆、动力电缆、控间的通信同步就显得尤为重要。本文根据三峡升船制电缆等。机厂内联调试验建立仿真模型，对升船机运行过程1．2组成中AB公司PLC与西门子变频装置之间的通信同步在现有8套传动装置中取6套参加试验，用增性进行研究。加的2个D445中的1个作为全局控制器协调整个电气传动系统的运行。接收传动控制站发出的运行1试验方案命令和参数，将传动装置的状态回送传动控制站并AB公司PLC默认通信协议为

6、ContorlNet通信协调各个传动装置间的运行。在系统配置中使用了协议，采用同轴电缆连接传输。而西门子变频传动控制器和传动装置的通信同步功能，试验时各台电装置采用PROFIBUS—DP现场总线通信协议。两机之间并无机械连接。者在通信协议、传输速率、传输方式、传输材质上要为了记录电气同步控制功能试验中各电机之间求各有不同，不能采用直连的方式互联互通。因此，的同步性能，特设置1套SIEMENSs7—400PLC，接收各传动电动机双编码器中的一路脉冲编码器信收稿日期：2015-08—21；修回日期：2016一Ol一2

7、O号，通过计数积分分别得出各个驱动电机在同一·12·华电技术第38卷时刻的实际运行位置(转动角度)。表1主D445与变频装置之间通信时间测试记录his1．3网络结构6个变频柜之间通过光纤环网连接，变频柜与传动控制站之间采用PROFIBUS协议通信，用增加的1IM45作为主控制器协调电气传动系统工作。仿真试验网络结构如图1所示。2试验过程三峡升船机设计运行速度为0．2m／s，西门子电机额定转速为1000r／min，电机角编码器频率为每转2048个脉冲，因此，为了满足升船机四吊点同步2mm误差限要求，主控制器与各个变

8、频装置之间的单次通信时间须小于10ms，全行程同步测试每隔20S记录一次脉冲值，任何时刻两吊点之间的脉冲程，系统模拟升船机到达指定高度自动到位停止。差值必须小于200。用西门子s7—400来采集1，2，3，4吊点的脉2．1通信时间测试冲数，每隔20s记录1次。其中，1吊点指1，2试验在标准程序下进行，D445循环扫描周期为变频装置，测得的脉冲数为对应电机脉冲的平均数；2m