淺析西門(mén)子DP—DP COUPLER在熱處理淬火生產(chǎn)線中的應(yīng)用

劉善梅　孫昕

摘 要：在工控領(lǐng)域中，經(jīng)常遇到在不同設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的不同設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題。通過(guò)在熱處理淬火生產(chǎn)線中使用西門(mén)子DP-DP COUPLER，我們很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：DP-DP COUPLER；熱處理；淬火生產(chǎn)線

DP-DP COUPLER是用于連接兩個(gè)Profibus-DP的主站網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)DP-DP COUPLER連接，兩個(gè)主站網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)通訊區(qū)最高可以達(dá)到244字節(jié)輸入和244字節(jié)輸出。

西門(mén)子PLC在工控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了在不同設(shè)備生產(chǎn)廠家間更方便地交換信息，我們使用了西門(mén)子DP-DP COUPLER。它具有以下特點(diǎn)：

1.聯(lián)接兩個(gè)不同的Profibus網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊速率，站地址可以不同；

2.最多可以建立16個(gè)I/O數(shù)據(jù)交換區(qū)；

3.兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)電氣隔離，一個(gè)網(wǎng)段故障不影響另一個(gè)網(wǎng)段的運(yùn)行；

4.支持DPV1全模式診斷；

5.可通過(guò)DIL開(kāi)關(guān)，Step7或其它編程工具設(shè)定Profibus 站地址；

6.雙路冗余供電方式。

我們?cè)跓崽幚泶慊鹕a(chǎn)線中使用了西門(mén)子DP-DP COUPLER。熱處理淬火生產(chǎn)線由爐子淬火系統(tǒng)及搬運(yùn)料物的插料車系統(tǒng)組成，這兩個(gè)系統(tǒng)由不同的廠家生產(chǎn)，我們是生產(chǎn)插料車的廠家，爐子淬火控制系統(tǒng)采用的是西門(mén)子S7-300 PLC，插料車控制系統(tǒng)也是采用西門(mén)子S7-300 PLC，為了兩控制系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)方便，我們之間的通訊模塊選用了DP-DP COUPLER。

熱處理淬火生產(chǎn)線中的組成如圖1。

淬火選擇一個(gè)爐子與一個(gè)油池或水池，淬火的料物首先由插料車搬運(yùn)至爐子中，當(dāng)爐溫達(dá)到工藝要求，由插料車搬運(yùn)已經(jīng)達(dá)到工藝要求的料物到油池或水池進(jìn)行冷卻，這個(gè)過(guò)程對(duì)時(shí)間的要求很高，需要自動(dòng)完成，下面以選擇一號(hào)熱處理爐與一號(hào)油池為例來(lái)闡述整個(gè)淬火過(guò)程。過(guò)程開(kāi)始前爐子的爐溫達(dá)到工藝要求（給出準(zhǔn)備好信號(hào)—給插料車），油池接料系統(tǒng)在接料位置（給出準(zhǔn)備好信號(hào)—給插料車）在插料車遙控器上選擇一號(hào)爐子與一號(hào)池子，插料車的大車處于合適位置，旋轉(zhuǎn)處于合適位置（零位），小車處于后限合適位置，料叉處于下限合適位置，給出料車準(zhǔn)備好信號(hào)，打到自動(dòng)工作模式。按一下啟動(dòng)按鈕→插料車大車開(kāi)動(dòng)到爐子前合適位置（給出到位信號(hào)—給爐子）→爐子接收到信號(hào)后爐門(mén)打開(kāi)，爐門(mén)開(kāi)啟到爐門(mén)高度中間位置（給出可以插料信號(hào)—給插料車）→插料車小車前進(jìn)至爐內(nèi)（小車到位后插料結(jié)束），爐門(mén)繼續(xù)上升至上限合適位置（給出料叉可以上升信號(hào)—給插料車）→插料車料叉上升至上限位置（合適位）→插料車小車后退，退至爐門(mén)外給出信號(hào)，通知爐子關(guān)門(mén)（給爐子）→插料車小車?yán)^續(xù)后退至后限合適位置→插料車大車移動(dòng)到一號(hào)油池合適位置后小車前進(jìn)至合適位置→料叉下降至下限合適位置，將料放在油池接料系統(tǒng)上→插料車小車后退至后限合適位置，給出信號(hào)，通知油池接料系統(tǒng)下降（給油池）→油池接料系統(tǒng)下降至下限合適位置，給出淬火完成信號(hào)（給插料車系統(tǒng)）。至此淬火過(guò)程結(jié)束。

就上面的流程，插料車需要發(fā)給每一個(gè)爐子的信號(hào)：

（1）插料車到選擇的爐子跟前合適位置-通知爐子到位信號(hào)；

（2）插料車運(yùn)動(dòng)至爐門(mén)外-通知爐子關(guān)門(mén)信號(hào)。

插料車需要發(fā)給油池或水池的信號(hào)：

（1）插料車后退至合適位置-通知接料系統(tǒng)下降。

爐子需要發(fā)給插料車的信號(hào)：

（1）爐子溫度達(dá)到工藝要求- 給出準(zhǔn)備好信號(hào)；

（2）爐門(mén)開(kāi)啟到中間位置-給出插料車可以進(jìn)爐插料信號(hào)；

（3）爐門(mén)開(kāi)啟到上限合適位置-給出插料車料叉可以上升信號(hào)。

油池或水池需要發(fā)給插料車的信號(hào)：

（1）油池或水池接料系統(tǒng)在合適位置信號(hào)-給出準(zhǔn)備好信號(hào)；

（2）油池或水池接料系統(tǒng)到下限合適位置信號(hào)-給出淬火完成信號(hào)。

本小型線共有8個(gè)熱處理爐需要與插料車互相聯(lián)絡(luò)的信號(hào)為5*8=40個(gè)，2個(gè)油池和2個(gè)水池，需要與插料車互相聯(lián)絡(luò)的信號(hào)為4*3=12個(gè)，這用普通的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)需要52根線才能滿足兩個(gè)系統(tǒng)之間的基本聯(lián)系。另外，插料車的控制系統(tǒng)背在插料車本體上隨著插料車來(lái)回移動(dòng)，這之間的聯(lián)絡(luò)線需要通過(guò)一根很細(xì)的拖鏈，線太粗現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法換寬大拖鏈，并且插料車由于受到現(xiàn)場(chǎng)條件的制約，沒(méi)有顯示屏，這樣插料車的一些狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員很難判斷。為了解決以上問(wèn)題，我們選擇了西門(mén)子DP-DP COUPLER 模塊。

本線的控制系統(tǒng)如圖2。

DP-DP COUPLER裝在爐子柜體內(nèi)，因?yàn)闋t子控制柜體是固定的，爐子與插料車系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)只需要一根西門(mén)子的PROFIBUS-DP 的通訊電纜就解決問(wèn)題了，并且插料車的很多狀態(tài)可以借助爐子的HMI顯示終端顯示出來(lái)，不僅可以顯示點(diǎn)（BOOL）量，還可以顯示數(shù)值等，特別靈活方便，既節(jié)省了大量人工成本，又提供了工作效率，取得了很好經(jīng)濟(jì)效益。