摘要:本文介紹了PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線在粘膠短纖維生產(chǎn)的紡絲、牽伸和切斷的速度同步控制中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:PROFIBUS—DP; 紡絲; 牽伸和切斷速度控制

The Application of PROFIBUS-DP Field Bus in Spinning， Stretch，and Cutting Control of Viscose Staple Fiber Plants

Abstract：The article described the application of PROFIBUS—DP field bus in spinning，stretch，and cuttingspeed synchronizes control of viscose staple fiber plants． Key words： PROFIBUS-DP;Spinning ;Stretch and cutting speed control 1 概述 　　粘膠短纖維生產(chǎn)工藝特點是連續(xù)和批量皆有，生產(chǎn)流程長，控制要求高，因此整個生產(chǎn)工藝過程控制采用ABB公司生產(chǎn)的Freelance 2000DCS控制系統(tǒng)，配置了5臺操作站、5套過程控制站和2套現(xiàn)場總線控制站，1套工程師站和1套管理站，I／0總點數(shù)約2100點，系統(tǒng)框圖如圖1所示。 　　粘膠的原液經(jīng)紡絲后形成絲束，絲束通過一道牽伸、二道牽伸、三道牽伸，再送到切斷機切斷成為粘膠短纖維。因此絲束要連續(xù)通過紡絲機、牽伸機和切斷機，所以絲束從紡絲機到切斷機的速度同步控制對粘膠短纖維生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量非常關(guān)鍵。以往速度同步采用機械同步方式，這種方式如果要改變產(chǎn)品品種或產(chǎn)量較繁鎖，產(chǎn)品質(zhì)量也難以保證。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在都采用單獨馬達(dá)分別驅(qū)動機器，通過變頻調(diào)速來達(dá)到同步。本文著重介紹DCS與變頻調(diào)速系統(tǒng)以及PLC子系統(tǒng)之間的現(xiàn)場總線通訊。 2 現(xiàn)場總線控制站（FC）簡介 　　現(xiàn)場總線控制站由CPU模件、電源模件，以及多達(dá)4個支持即插即用的現(xiàn)場總線模件組成。支持的現(xiàn)場總線有：PROFIBUS—DP，Modbus，F(xiàn)reelance 2000 CANI／O總線，Open CAN—Bus，F(xiàn)oundation Fieldbus，HART。一個FC可插4塊現(xiàn)場總線接口模件（模件類型可以不同），連接496臺現(xiàn)場總線設(shè)備。如插人一塊PRO—FIBUS—DP總線接口模件并作為主站，可連接126個PROFIBUS—DP從站，通訊速率可達(dá)12Mbit／s?，F(xiàn)場（總線）控制站通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)DigiNet S（Ethernet）與整個Freelance 2000系統(tǒng)通訊。 　　現(xiàn)場總線控制站除了對現(xiàn)場I／O信號采用總線通訊外，其控制功能與普通的PS站完全相同。 3 PROFIBUS—DP總線子系統(tǒng) 　　DCS系統(tǒng)配有2臺現(xiàn)場總線控制站（FC），其中一臺裝有兩塊PROFIBUS DP接口模件，連接兩條PRO—FIBUS—DP電纜，一條連接一道過濾機控制用S7—200PLC，另一條連接紡絲1系列的計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機、二牽伸機、三牽伸機的逆變器，以及切斷機控制用S7—300PLC；另一臺裝有一塊PROFIBUS—DP接口模件，連接一條PROFIBUS—DP電纜，連接紡絲2系列的計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機、二牽伸機、三牽伸機的逆變器，以及切斷機控制用S7—300 PLC。PROnBuS—DP總線子系統(tǒng)框圖如圖2所示。 4 PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 　　（1）在FC組態(tài)中插入PROFIBUS—DP接口模件，即PROFIBUS—DP子系統(tǒng)的主站。 　?。?）插入PROFIBUS—DP的現(xiàn)場總線設(shè)備，即PRO—FIBUS—DP子系統(tǒng)的從站，輸入從站的節(jié)點序號（1～126）及節(jié)點地址號（0～125）。 　?。?）導(dǎo)人從站設(shè)備的GSD文件，不同的從站設(shè)備有不同的GSD文件，GSD文件中規(guī)定了從站設(shè)備有關(guān)的參數(shù)，如數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型、I／O通道數(shù)等。所以，從站設(shè)備必須帶電子版的GSD文件。 　?。?）定義PROFIBUS—DP主站通訊參數(shù)，設(shè)定通訊速率為1.5Mbit/s（在9.6k-12Mbit/s），設(shè)定BUS地址為1（在0-125之間）等。 　?。?）定義每個 的參數(shù)，如設(shè)計位號（變量）、數(shù)據(jù)類型、用途描述等，類似于定義常規(guī)的I／O卡通道。 [b]5 PROFIBUS—DP的通訊信號 5．1 一道過濾機[/b] 　　一道過濾機共有l(wèi)2臺，每2臺過濾機和l臺粘膠供給泵組成一組，共6組，每組通訊的信號如表1所示。 5.2 紡絲計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機、二牽伸機、三牽伸機 　　各設(shè)備的馬達(dá)逆變器的信號類型和數(shù)量均相同，其通訊的信號如表2所示。 5．3 切斷機 　　每個系列有2臺切斷機，其通訊的信號如表3所示。 6 紡絲牽伸比控制 　　紡絲計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機、二牽伸機、三牽伸機各馬達(dá)速度的協(xié)調(diào)控制（牽伸比）在生產(chǎn)過程中是非常重要的，它將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 　　牽伸比是通過控制馬達(dá)速度比來實現(xiàn)的，以二牽伸馬達(dá)速度為基準(zhǔn)，其它馬達(dá)的速度與其按一定的比例同步變化。不同的產(chǎn)品牽伸比不盡相同，某一產(chǎn)品的牽伸比如下： 　　計量泵一導(dǎo)絲盤 +12％ 　　導(dǎo)絲盤→一牽伸機 +18％ 　　一牽伸機→二牽伸機 +12％ 　　二牽伸機→三牽伸機 一2％ 　　紡絲牽伸比的控制以及與切斷機的速度協(xié)調(diào)等功能均在Fc中實現(xiàn)，其控制任務(wù)執(zhí)行周期為lOOms。在DCS操作站上可對馬達(dá)速度進(jìn)行設(shè)定，在現(xiàn)場也設(shè)有馬達(dá)速度升降按鈕、啟停按鈕、速度顯示等，這些信號通過紡絲工段的PS站（4#PS）進(jìn)入DCS。 7 結(jié)束語 　　采用現(xiàn)場總線技術(shù)雖然還處于起步階段，但已逐年增多，在我們紡織化纖行業(yè)的電力拖動控制、馬達(dá)控制和監(jiān)視中已有許多的成功應(yīng)用。采用現(xiàn)場總線可以節(jié)省大量安裝材料、減少安裝工作量、提高信息交換量和速度，以及信息的安全性。因此，今后對現(xiàn)場總線應(yīng)用技術(shù)需多加關(guān)注，在成熟穩(wěn)妥的情況下，積極采用現(xiàn)場總線技術(shù)及現(xiàn)場總線設(shè)備。