SIMOLINK网在转炉倾动主从控制中的应用

邱告华

（萍乡萍钢安源钢铁有限公司，萍乡 337000）

二炼钢50t转炉倾动装置为四点全悬挂式结构，它由四台45kW变频电动机进行驱动。四台电动机的输出轴通过减速器的齿轮刚性连接在一起，所以必须充分保证负载能够均匀分配在四台驱动电动机之间，使四台电动机的运转速度及转矩值基本一致。由于其特殊性，利用四台控制变频器所具有的主从控制功能保证负载可以均匀地分配在传动单元之间。

1 SIMOLINK网工作原理

SIMOLINK（siemens motion link）是以光纤电缆为传输介质的数字串行数据传输协议。SIMOLINK驱动连接发展为单个MASTERDRIVES MC/VC装置之间或MASTERDRIVES MC/VC装置与上位机系统，在共同系统时钟下所有连接站同步，过程数据（控制信息、给定值、实际值及状态信息）快速、精确地进行周期传输。SIMOLINK主站可以接收和发送报文，并且可读写其所含信息。从站只能接收电报，不能去处理其中所含的信息。

连接站之间的同步是通过一个SYNC报文起作用的，这个报文是由一个具有特殊功能的（分配器功能）站生成的，并且所有站同时收到。SYNC报文由严格的时间间隔组成且无偏差，两个SYNC电报之间的时间即为SIMOLINK的总线周期时间，与所有连接站同步的公共时钟时间对应。每个电报32位数值。SIMOLINK中的每个站均具有运行功能，可作为分配器或收发器。SIMOLINK环中始终只有一个站具有分配器功能，其余的均为收发器。总线拓扑组成如图1所示。

2 实际应用

2.1 应用设计

二炼钢转炉使用了四台西门子90kW变频器，变频器之间通过光缆串行通信链路组成一个环行结构网。在环行结构网中，由转炉PLC控制系统对环行结构中四台变频器控制，确定1台主机和2台从机。如图2所示，使用F01为主机，当F01主机出现故障时，由转炉操作工在WICC画面上选择切换到F02为主机不投入F01，在画面上可轻松切换。转炉自动控制系统所发出的转炉倾动操作信号只与主机连接，再由主机通过光缆串行通信链路来控制三台从机。

图1 总线拓扑组成

3.2 SIMOLINK网参数设定

F01变频器SIMOLINK网卡参数设定：P60=4，电子板参数设置权限；P740=0，本站SLB网卡作为SIMOLINK网分配器使用；P741=2MS，SIMOLINK网在该时间内没有收到同步报文则报装置故障；P742=1，SIMOLINK网传输电缆距离0～15m；P743=4，SIMOLINK网上接点数；P745=2，SLB网卡可传输数据的通道数；P746=1MS，确定SIMOLINK周期时间的参数；P751.01=K30，发送F01装置的控制字1；P751.02=K165，发送F01装置的转矩设定。

图2 SIMOLINK网络组成

F02变频器SIMOLINK网卡参数设定：P60=4，电子板参数设置权限；P740=0，本站SLB网卡作为SLB网收发器使用网址为1；P741=2MS，SIMOLINK网在该时间内没有收到同步报文则报装置故障；P742=1，SIMOLINK网传输电缆距离0～15m；P749.01=0.0，接收F01的0通道控制字和转矩给定。

P751.01=K30，发送F01装置的控制字1；P751.02=K165，发送F01装置的转矩设定。

F03、F04变频器SIMOLINK网卡参数设定：P740=2或3，本站SLB网卡作为SLB网收发器使用网址为2或3；P741=2MS，SIMOLINK网在该时间内没有收到同步报文则报装置故障；P742=1，SIMOLINK网传输电缆距离0～15m；P749.01=0.0，接收F01的0通道控制字和转矩给定；P749.02=1.0 ，接收F02的0通道控制字和转矩给定。

3 主从控制原理

二炼钢倾动由西门子PLC400通过PRIFIBUS网与四个变频器连接，主要与主站交换控制字和状态字以及速度的给定，主站正常为F01变频器，如有问题可切换到F02变频器。主站由速度环和电流环控制，从站不接收PRIFIBUS网的控制字和转速信号，而是通过SIMOLINK网接收主站的转矩信号，此时速度环不起作用。从站参数P452设定封在+110%，P453设定封在-110%，使得四台电动机的运转速度及转矩值基本一致。PLC的编程和变频器的自由功能块组合，当F01变频器有故障时，F02变频器就承担主站的功能。

4 结语

通过SIMOLINK网实现主从控制技术，该系统运行可靠、精确同步，摇炉加减速平稳。投产至今，无故障发生，因此SIMOLINK网作为主从控制的一种通信技术，可以广泛推广运用。