9
KNX/EIB将网络分为区域、线路以及每条线路上的节点。一个网络较多包含15个区域、14000个节点。线路的较大总长度为1000m。
耦合器可以用作线路放大器、线路耦合器和区域耦合器。线路耦合器用来对各线路彼此进行电隔离。此外,线路耦合器还可以过滤报文,只将允许的报文发送到其他线路,这将使总线负载降至较小程度。组态工具ETS可以创建过滤表,然后将这些过滤表装载到耦合器。区域耦合器将一个区域的主线路与整个网络的区域线路连接起来。
在通信负载很大的系统中(例如用于可视化或与管理级进行通信的系统),通过网关将主线路连接至以太网,可以增加传输量,建立带有更多节点的系统。
在KNX/EIB中,数据以串行方式传输,传输速率为9.6kbit/s。节点收到报文后将发送一个确认信息。KNX/EIB支持以下传输媒体:双绞线(铜缆)、无线电、红外、光纤导线、Internet和ISDN等。无线电和红外媒体是对楼宇进行改造的理想选择。
KNX/EIB通过类似于以太网的报文执行数据交换,即各个总线节点可以相互独立地发送报文。如果发生冲突,各个报文将重新发送,发送节点将收到确认接收的报文。
通过DP/EIB连接器,可将KNX/EIB网络作为子网连接到PROFIBUS-DP。也可以通过相应的接口将KNX/EIB连接到其他系统,例如其他楼宇自动化系统的控制中心和公共电话网络,例如ISDN。
KNX/EIB采用CSMA/CA(带冲突避免的载波侦听多路访问)方式,与以太网的区别在于采用冲突避免( Collision Avoidance,CA)而不是冲突检测的方式。在每次发送之前,每个节点都会检查媒体是否空闲。
KNX/EIB和互联网之间的连接变得日益重要,尤其是在家庭领域。这种连接使得即使不在家里也可以检测重要数据,例如室内温度,必要时还可以调节室内的温度值。
1) CP 343 -1是用于S7 - 300的全双工以太网通信处理器,有一个RJ - 45插座。通信服务包括TCP/IP、UDP、S7通信和S5兼容通信。
2) CP 343 -1 IT通信处理器除了具有CP 343 -1的功能外,还可以实现信息技术(Information Technology,IT)通信。
3) CP 343 -1 PN有15针的ITP/AUI接口和RJ -45接口。除了具有CP 343 -1的功能外,还有PROFINET控制器和PROFINET CBA(基于组件的自动化)功能。
4) CP 343 -1 Advanced同时具有CP 343 -1 IT和CP 343 -1 PN的功能。
5) CP 443 -1的功能与CP 343 -1基本上相同,此外有15针的ITP/AUI接口和RJ 45接口。可以实现冗余通信,有时钟同步功能。
6) CP 443 -1 Advanced的功能与CP 343 -1 Advanced基本上相同,此外集成了4端口的RJ - 45交换机。
7) CP 444将S7 - 400连接到工业以太网,根据MAP 3.0(制造自动化协议)标准提供MMS(制造业信息规范)服务,包括环境管理(启动、停止和紧急退出)、VMD(设备监控)和变量访问服务。
冗余系统用于减少停机时间,系统中重要的自动化组件(例如CPU、网络和CP等)都有备份。在双绞线电缆连接成的冗余环中(见图8-4),SCALANCE X400交换机作为冗余管理器。如果网络中的某个组件(例如电缆)发生故障,冗余管理器将使备用(冗余)的连接路径自动接管通信任务,连接不会中断。
(1)变频器的容量
高炉卷扬系统具有恒转矩特性,重载启动时,变频器的容量应按运行过程中可能出现的较*作电流来选择,即:
式中,瓜为变频器的额定电流;/Mmax为电动机的较*作电流。
变频器的过载能力通常为变频器额定电流的1.5倍,这只对电动机的启动或制动过程才有意义,不能作为变频器选型时的较大电流。因此,所选择的变频器容量应比变频器说明书中的“配用电动机容量”大一挡至二挡;且应具有无反馈矢量控制功能,使电动机在整个调速范围内,具有真正的恒转矩,满足负载特性要求。
本系统选用西门子MM440,额定功率55kW,额定电流110A的变频器。该变频器采用高性能的矢量控制技术,具有**强的过载能力,能提供持续3s的200%过载能力,同时提供低速高转矩输出和良好的动态特性。
(2)制动单元
从上料卷扬运行速度曲线可以看出,料车在减速或定位停车时,应选择相应的制动单元及制动电阻,使变频器直流回路的泵升电压UD保持在允许范围内。
(3)控制与保护
料车卷扬系统是钢铁生产中的重要环节,拖动控制系统应****安全可靠。同时,高炉炼铁生产现场环境较为恶劣,所以,系统还应具有必要的故障检测和诊断功能。
可编程序控制器选用西门子S7-300,这种型号的PLC具有通用性、高性能、模块化设计的性能特征,具备紧凑设计模块。由于使用了MMC存储数据和程序,系统免维护。电源模块为PS-307 2A,插入1号槽。CPU为CPU315-2DP(保留PROFIBUS-DP接口.为今后组成网络作准备),型号6ES7 315-1AF03-OABO,插入2号槽。数字输入模块选SM321 DI16×DC24V,型号6ES7 321-1BH02-OAAO两块,一块插入4号槽内,地址范围为I0.0~I0.7及I1.0~11.7;另一块插入5号槽内,地址范围为I4.0~14.7及I5.0~15.7。数字输出模块选SM322 D016×DC24V/0.5A,6ES7 322-1BH01-OAAO型一块,插入6号槽内,地址范围为Q8.O~Q8.7及Q9.O~Q9.7。
炼铁高炉主卷扬机变频调速拖动系统在选择交流异步电动机时,需要考虑以下问题:应注意低频时有效转矩必须满足的要求;电动机必须有足够大的启动转矩来确保重载启动。针对本系统100m3的高炉,选用Y280S-8的三相交流感应电动机,其额定功率为37kW,额定电流为78.2A,额定电压为380V,额定转速为740r/min,效率为91%,功率因数为0.79。
在冶金高炉炼铁生产线上,一般将把准备好的炉料从地面的贮矿槽运送到炉**的生产机械称为高炉上料设备。它主要包括料车坑、料车、斜桥、上料机。料车的机械传动系统如图7-1所示。
图7-1料车机械传动系统示意图
图7-1料车机械传动系统示意图
在工作过程中,两个料车交替上料,当装满炉料的料车上升时,空料车下行,空车重量相当于一个平衡锤,平衡了重料车的车箱自重。当上行或下行时,两个料车由一个卷扬机拖动,不但节省了拖动电动机的功率,而且当电动机运转时总有一个重料车上行,没有空行程。这样使拖动电动机总是处于电动状态运行,避免了电动机处于发电运行状态所带来的一些问题。
料车卷扬机是料车上料机的拖动设备,其结构如图7-2所示。根据料车的工作过程,卷扬机的工作特点主要有以下几点。
①能够频繁启动、制动、停车、反向运行,转速平稳,过渡时间短。
②能按照一定的速度曲线运行。
③调速范围广,一般调速范围为0.5~3.5m/s,目前料车较高线速度可达3.8m/s。
④系统工作可靠。料车在进入曲线轨迹段和离开料坑时不能有高速冲击,终点位置能准确停车。
图7-2料车卷扬机示意图
图7-2料车卷扬机示意图
现假定有某钢铁厂100m3高炉,电动机容量37kW,转速740r/min,卷简直径500mm,总减速比15.75,较高钢绳速度1.5m/s、料车全行程时间40s和钢绳全行程51m等。
料车运行分析:料车在斜桥上的运行分为启动、加速、稳定运行、减速、倾翻和制动共6个阶段,在整个过程中包括一次加速、两次减速。