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回转窑是指旋转煅烧窑（俗称旋窑），属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧；铬、镍铁矿氧化焙烧；耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝；化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑（即活性石灰窑）用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石；
本文中的涉及的回转窑是造纸厂石灰回转窑，回转窑在不断地旋转，石灰石在窑炉中进行加热处理；回转窑传动控制最重要的就是窑体的旋转控制，控制回转窑旋转的电机一般为两台，这两台电机要求速度同步。
图1石灰石回转窑 回转窑窑体机械结构如图二，是典型的齿轮咬合传动，两台电机之间通过齿轮实现刚性连接，电机之间需要做负荷分配；负荷分配是通过饱和力矩来实现的；
图2回转窑机械传动结构图 驱动系统配置：
回转窑两台电机：690V,400KW,993rpm；不带编码器；
两台G130变频器分别控制两台电机，变频器为690V450KW；
两台变频器之间通过CBE20，采用SINAMIC LINK进行通讯；
dcs通过Profibus对变频器进行控制；系统架构如图3.
1. 驱动系统组态：
配置master、slave变频器正常组态，并对电机进行静态与动态识别；
在调试过程中需要将联轴器脱开，确定电机的转向，这点非常重要；
图4电机联轴器脱开状态 2. SINAMICS LINK配置
SINAMICS Link的基本原则
SINAMICS Link 可以实现几个控制单元CU320-2 DP 之间的直接数据交换，但必须安装CBE20选件板。可实现下述应用:
● 多个驱动装置的转矩分配
● 多个驱动装置的设定值层叠
● 物料线的驱动耦合的负荷分配
● 整流单元的主/从控制功能
CU320 SINAMICS LINK连接
发送及接收数据
常用的节点包括带有CU的驱动单元及连接的驱动对象(DOs)。SINAMICS Link 的报文为16个固定的过程数据空间(PZD)，每个PZD 为一个字节长度。不需要的部分填零。
每个节点发送一个16个PZD的报文。一个驱动对象从每个连接的其它DO处最多可以接收16个PZD。可接收或发送单字和双字。双字需要2个连续的PZDs。
传送时间
当使用SINAMICS Link (对于一个控制周期，最大0.5ms；总线周期2.0 ms)时，传送时间可以为3.0 ms。
b. 拓扑结构
● 不同节点的编号输入到参数p8836[0...63]中。
● 编号要连续，不允许有间隙。
● 同步主的通讯链接节点编号被自动分配为1。
● 当配置通讯时，特殊节点的站名称 (SINAMICSxLINKx001 …SINAMICSxLINKx064) 及 IP 地址 (169.254.123.001 … 169.254.123.064) 通过分配的节点编号被自动设置并且不能被修改。
● 对于CBE20 连接，端口的使用必须按照图1所示。这意味着n节点的 Port 2 (P2) 总是与n+1节点的Port 1 (P1)相连接
图5：SINAMICS Link示意图
c. 配置及调试
当调试时，对于控制单元应进行如下设置：
● 设置参数 p8835 = 3 (SINAMICS Link).
● 使用参数 p8836，分配节点的节点编号(第一个控制单元总是被分配为编号1)。节点编号为0表示 SINAMICS Link 被关闭。
● 执行掉电再上电。
发送数据
发送数据过程如下：
● 在参数 p2051[x]中，对于每个驱动对象，指定被传送的数据(PZDs)。双字传送必须在p2061[x] 中指定。
● 在参数 p8871中，对于每个驱动对象，分配发送的参数到它自已节点的发送槽中。双字 (如PZD 2+3) 被分配两个连续传送槽，例如：p8871[1] = 2 ，p8871[2] = 3。
接收数据
数据接收过程如下：
注意：
接收数据的第一个字必须为控制字，其bit 10 必须为1。如果不是此情况，必须设置p2037 = 2不激活bit 10的评估。
● 接收的数据被存贮在参数 r2050[x]/r2060[x]中。
● 被读取的相关PZD的节点地址被定义在参数p8872[0 … 15]中 (0 = 不读取)。
● 在参数 p8870[0 … 15]中，定义从发送报文中读取哪个PZD数据并被存贮在他自已的服务槽中，r2050 用于 PZD 或 r2060 用于双字 PZD (0 = 无选择的 PZD)。
注意：
对于双字，必须读取2个PZD；例如：读一个 32-bit 设定值，位于节点5的PZD 2+3需设置：p8872[1] = 5, p8870[1]= 2, p8872[2] = 5, p8870[2] = 3。
激活
激活 SINAMICS Link 连接，必须对所有的节点执行掉电后再上电操作。不执行掉电再上电时， p2051[x]/2061[x]的分配及读取参数 r2050[x]/2060[x]的链接可被改变分配
3.本案实际配置，主站速度模式，从站力矩模式
SINAMICS LINK配置
主站配置：P8835=3 （SINAMICS LINK）
P8836=1（主站账号）
P8839.0=2 通讯板
P8839.1=1 控制单元通讯口
P8872.0=2; P8872.1=2 接收数据站点
P8871.0=1; P8871.1=2 接收数据顺序号
P2050.0=r898 控制字状态
P2050.1=r79 转矩设定值
从站配置：P8835=3 （SINAMICS LINK）
P8836=2（从站账号）
P8839.0=2 通讯板
P8839.1=1 控制单元通讯口
P8872.0=1; P8872.1=1 接收数据站点
P8871.0=1; P8871.1=2 接收数据顺序号
P2050.0=r899 状态字
P2050.1=r80 转矩实际值
图6：SINAMICS LINK通讯示意图
d. DCS Profibus控制设置
主站配置：P0840=8890.0 IF2通讯口
P1070=8850.1 IF2通讯口
P8851.0=2089
P8851.1=r63.1
P8851.2=r68.1
P8851.3=r80.1
P8851.4=r82.1
P8851.5=r2131
从站配置：P0840=2090.0 （SINAMICS LINK）
P1503=2050.1 （转矩设定值）
P8851.0=2089
P8851.1=r63.1
P8851.2=r68.1
P8851.3=r80.1
P8851.4=r82.1
P8851.5=r2131
图7：驱动通讯配置图
4.负荷分配组态
主站速度给定
P1070=8850.1：来自DCS设定值，如下图：
图8：主站设定值通道 从站速度给定组态：
P1070=CU.2050.1：来自SINAMICS Link通讯数据；
P1075=P2900；P2900=2%；附加给定上叠加了2%的速度，如下图：
图9 从站设定值通道
从站负荷分配：
P1522=CU.2050.2：来自SINMICS Link通讯数据，即主机的力矩实际值；
P1523=CU.2050.2；力矩限幅设定如下图：
图10 从机力矩限幅值设定 该力矩限幅值来自主机力矩实际值，通过设定，达到主机和从机力矩同步；
三、应用总结
在调试过程中，SINMAICS Link会报8511、1902、50005、8526等故障，SINAMICS LINK无法连接，故障现象如下图。更改P8812.0=0，关闭等时同步模式，通讯正常；
图11 SINAMICS Link通讯故障 启动变频器，对速度，电流进行trace，变频器运行平稳，曲线如下图；
图12变频器trace
回转窑负荷分配通过力矩限幅方式来实现主从两台电机的负荷分配，主机与从机之间的数据通讯是通过SINAMICS Link来实现；主机与从机之间需要交换的数据中，最重要的就是主机的实际力矩值，该力矩值也可以通过模拟量来传送，即通过两个TM31实现力矩交换；
来源：西门子工业技术论坛 |
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发表于 2019-9-4 18:14:16
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